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2017年厦门大学化学系830高分子化学与物理之高分子化学考研强化模拟题

  摘要

一、问答题

1. 什么是扩链反应?什么是大单体?什么是遥爪预聚物?

【答案】扩链反应是指以适当的方法,将相对分子质量只有几千的低聚物连接起来,使相对分子质量成倍或几十倍地提高,这是聚合物主链增长的过程。首先合成遥爪预聚物,然后通过活性端基与扩链剂反应。如果扩链剂为三官能团分子,则可发生交联反应,形成网状分子。

端基带有一个可反应基团的聚合物(通常是低聚物)称为大单体或反应性单体。两个端基都带有可反应基团的聚合物(通常是低聚物)称为遥爪预聚物。

2. 何谓竞聚率?简述其物理意义。

【答案】竞聚率系单体均聚链増长和共聚链增长速率常数之比。即

它表征两个单体的相对活性。根据r 值可以估计两个单体共聚的可能性和判断共聚物的组成情况。

3. 何谓诱导期?诱导期产生的原因是什么?与阻聚剂的关系怎样?试从阻常数来比较硝基苯、苯醌、DPPH 、

和氧的阻聚效果。

,待体【答案】(1)虽然聚合体系中达到聚合温度,但看不到聚合反应进行(聚合速率为零)系中杂质除尽,才看到聚合反应进行,从聚合体系达到聚合温度至看到聚合反应进行这段时间称为诱导期。

,引发剂产生的初级自由基首先与杂质(2)诱导期产生的原因是体系中存在杂质(阻聚剂)反应,待杂质除尽后,体系才能正常聚合。

(3)体系中杂质(阻聚剂)越多,诱导期越长。 (4)从阻聚常数

的值可以大致衡量阻聚剂的阻聚效果,如表所示。

表某些阻聚剂的阻聚常数

阻聚剂的阻聚效果:

4. 写出由下列各组单体生成聚合物的名称,并分别指出构成各种聚合物的重复单元和结构单元。假设各种聚合物的聚合度为1000, 试计算它们的相对分子质量。

(1)(3)

(4)

【答案】(1)聚乙烯基甲醚,

重复单元和结构单元都是

(2)聚-羟基己酸,重复单元和结构单元都是(3)尼龙

重复单元相对分子质量:

(4)聚氧化丙烯,重复单元和结构单元都是(5)聚-甲基苯乙烯,重复单元和结构单元都是(6)聚己内酯,重复单元和结构单元都是

相对分子质量

相对分子质量

相对分子质量

相对分子质量

相对分子质量

结构单元

5. 写出二元共聚物组成微分方程,说明式中各项的物理意义、推导所用的基本假设条件和方程适用范围。

【答案】

分别为单体1和单体2的浓度

分别为单体1和单体2的竞聚率。

共聚物微分方程的基本假设条件为:①链自由基的活性与链的长短无关,也与前末端(倒数第二)单体单元无关,仅取决于链末端单体单元。②无解聚反应,即不可逆聚合。③共聚物相对分子质量很大时,可忽略链引发和链转移反应的单体消耗,即单体仅消耗于链增长反应,因此共聚物的组成仅由链增长反应决定。④稳态时,总活性中心浓度恒定,活性链相互转变速率相等。

原则上满足以上假设条件的二元共聚反应(含离子型共聚)都可适用。但该方程只适用于低转化率,这是由于两种单体的竞聚率不同,随着共聚反应的进行,单体配比不断发生变化,只有低转化率时共聚组成与起始投料比之间的近似关系才成立。高转化率时,未反应单体组成与瞬间共聚物组成之间的关系也可以用这个方程计算,但需用积分式。

为某一瞬间所得共聚物的组成

6. 聚乙烯醇缩甲醛(维尼纶)大分子链上是否还有羟基?为什么?

【答案】有。这是由于官能团孤立化效应。当聚乙烯醇链上的相邻羟基成对参与缩甲醛反应时,由于成对基团反应存在概率效应,即反应过程中间会产生孤立的单个官能团。由于单个官能团难以继续反应,因而不能

转化,只能达到有限的反应程度,会留下少量轻基。

7. 写出下列用IUPAC 系统命名法命名的聚合物的重复单元的结构式,并给出通俗命名法的名称:

;;(1)聚(1-甲基乙撑)(2)聚(氧化甲撑)(3)聚[(2-丙基-1,3-二氧六环-4, 6-二基)甲;;;撑]; (4)聚(1-乙酰氧基乙撑)(5)聚(氧-1, 4-苯撑)(6)聚(1, 1-二氟甲撑)(7)聚(1-;;氯代乙撑)(8)聚(1-甲基-1-丁烯撑)(9)聚(1-轻基乙撑)。

【答案】(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)

聚丙燦;

聚甲醛; 聚乙烯醇缩丁醛; 聚乙酸乙烯酯; 聚苯氧; 聚偏氟乙烯; 聚氯乙烯;

聚异戊二烯; 聚乙烯醇。

8. 获得高分子量缩聚物的基本条件有哪些?

【答案】获得高分子量缩聚物的基本条件有以下几方面:(1)高活性单体;(2)单体纯净,无单官能团化合物;(3)官能团等摩尔比;(4)尽可能高的反应程度,包括温度控制、催化剂、后期减压排除小分子、惰性气体保护等。