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2018年江苏省培养单位苏州纳米技术与纳米仿生研究所822高分子化学与物理之高分子化学考研核心题库

  摘要

一、名词解释

1. 通用塑料

【答案】通用塑料是产量大、成本低,应用面广和性能多样化,作为一般用途的塑料。

2. 环缩醛

【答案】

环缩醛是在环中含有

3. 竞聚率

【答案】竞聚率是单体均聚链增长速率常数和共聚链增长速率常数的

它表征两单体的相对活性,r 值越大该单体越活泼;根据r 值,可判断两

单体能否共聚和共聚类型,

例如

示不能自聚。

4.

定向聚合和

程。

为理想共聚

,聚合 聚合通常是指采用型引发剂的任何单体的聚合或共聚合,所得聚合物表示自聚倾向比共聚大;为嵌段共聚。 表示共聚倾向大于自聚;r=0表

基团的环状化合物。 【答案】定向聚合和有规立构聚合是同义语,二者都是指形成有规立构聚合物为主的聚合过可以是有规立构聚合物,也可以是无规聚合物。它经常是配位聚合,但不一定都是定向聚合。

5. 高分子材料

【答案】高分子材料是以高分子化合物为基材,加入适当助剂,经过混炼(或塑炼)所制成的能够进行成型加工的材料。.

6. 引发效率

【答案】引发效率是指引发剂分解后,用来引发单体聚合的这部分引发剂占引发剂分解或消耗总量的分数。另一部分引发剂则因诱导分解和笼蔽效应而损耗。

二、问答题

7. 试用自由基聚合和离子型聚合反应合成下列遥爪聚合物:

【答案】(1)自由基聚合:丁二烯聚合时,以偶合方式终止,因此分子链两端都有引发剂残基。所用引发剂带有羟端基或竣端基就可得这两种遥爪聚合物。

(2)阴离子聚合:以萘钠作催化剂,可合成双阴离子活性高分子,聚合末期可加环氧乙烷,再以水终止,使转变成轻端基,

通人则成羧端基。工业上常用此法合成羟端基聚丁二烯和羧端基聚丁二烯。

8. 高分子链结构形状有几种?它们的物理、化学性质有什么特点?

【答案】(1)高分子链的形状主要有线型,支链型和体型三种。

(2)物理、化学性质特点:线型和支链型高分子靠范德华力聚集在一起,分子间力较弱,宏观物理性质表现为密度小、强度低,形成的聚合物具有热塑性,加热可熔融,在适当溶剂中可溶解. 其中支链型高分子由于支链的存在使分子间距离较线型要大,故结晶度、密度和强度等都比线型要低,而溶解性能更好,其中对结晶度的影响最为显著。

体型高分子分子链间形成化学键,其硬度和机械强度大为提高。其中交联程度低的具有韧性和弹性,加热可软化但不熔融,在溶剂中可溶胀但不溶解。交联程度高的加热不软化,在溶剂中不溶解。

9. 聚合物化学反应有哪两种基本类型?

【答案】聚合物化学反应主要有以下两种基本类型。

(1)相对分子质量基本不变的反应,通常称为相似转变。高相对分子质量的母体聚合物,在缓和的条件下,使基团转化为另一种基团,或把另一种基团引到分子链上,这种反应往往仅适用于分子链不含弱键的聚合物。

(2)相对分子质量变大的反应,如交联、接枝、嵌段、扩链等。

10.试举例(4例或5例)说明线型聚合物和体型聚合物在构象和性能方面的特点。

【答案】(1)线型聚合物:线型聚合物没有支链,可能是锯齿型、无规线团、折叠链或螺旋链。其加热时可熔融,加入溶剂时可溶解。线型聚合物如聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚碳酸酯、尼龙、涤纶、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物等。

(2)体型聚合物:体型聚合物可能是星型、支链型、梳型、梯型或交联大分子。其加热时不能熔融,加入溶剂时不能溶解。体型聚合物如酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂和聚氨酯等。

11.苯乙烯本体聚合的工业生产分两个阶段。首先于后流入聚合塔,塔内温度从递升至使苯己烯预聚至转化率然最后将熔体挤出造粒。试解释采取上述步骤的原因。

【答案】如何排散聚合热,维持聚合温度恒定是实施本体聚合时必须考虑和解决的主要问题。苯乙烯本体聚合的生产分段进行,是为了先在较低温度下使苯乙烯以较低聚合速率转化,有利于聚合热的排散;同时由于转化率不高,聚合体系的黏度低,也有利于排散自动加速效应带来的集中放热,以避免由局部过热导致产物分子量分布较宽以及由温度失控而引起爆聚。在聚合塔中逐渐升温聚合是为了逐渐提高单体转化率,尽量使单体完全转化,减少残余单体。

12.响应性高分子的特征是当存在一个或多个外来刺激(如温度、压力、光、电、磁或酸碱性等)时,高分子的物理或化学性质发生相应的变化。试以此为设计原则,设计一响应性高分子的合成技术路线。(请清楚表述化学合成路线,并注明其响应原理)

【答案】通过结合活性自由基聚合和高效化学反应,可以方便地制备一系列结构可控的刺激响应性聚合物。具体方法如下:

(1)利用原子转移自由基聚合(A TRP )方法结合叠氮端基的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙(PDMAEMA

)和带丙炔侧基的聚乙二醇

酰胺聚异丙基丙烯酰胺(PEG-b-PNIPAM )共聚物之间的(聚异丙基丙烯

点击化学应,制备具有双重响应性、结构可控的嵌段-梳状共聚物,

聚乙二醇聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)。叠氮基封端的PDMAEMA 是通过使用带叠氮基团的A TRP 引发剂引发DMAEMA 单体的聚合制备,主链带丙炔侧基的PEG-b-PNIPAM 共聚物是NIPAM 和丙烯酸炔丙酯的A TRP 共聚制备,最终的嵌段-梳状共聚物由两者间的点击化学反应制备。由于三个嵌段不同的性质,嵌段-梳状共聚物表现出温度和pH 值的双重响应性。

(2)通过可逆加成断裂链转移聚合反应和点击化学相结合的方法,制备可还原降解的聚异丙基丙烯酰胺(PNIPAM )和聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PDMAEMA )水凝胶。带有炔基的PNIPAM 或者PDMAEMA 的共聚物是通过NIPAM 或者DMAEMA 与丙烯酸炔丙酯RAFT 共聚的方法制备的,含双叠氮基的双(2-叠氮异丁酰)胱胺(AffiCy )被用作制备可还原降解凝胶的交联剂。水凝胶表现出温度和pH 值的刺激响应性,具有快速响应、高溶胀率和溶胀收缩的可循环性。同时,疑胶中二硫键的存在赋予凝胶的可还原降解性。

13.

使用引发剂时,需采取哪些必要的措施才能保证实验成功? 用什么方法除去残存的引发剂?怎样分离和鉴定全同聚丙烯?

【答案】

由于

引发剂遇到等会发生剧烈反应,

所以聚合需在高纯保护下进行,所需试剂和聚合容器均需净化、干燥、除去空气并在密封条件下聚合,溶剂不能含活泼氢等有害杂质。残存的引发剂可通过加水、醇或螯合剂脱除,然后进行干燥。

全同聚丙烯可用沸腾庚烷萃取法分离和鉴定。其他鉴定方法还有光谱法(红外光谱或核磁共振谱)、熔点、密度等物理方法。