2017年长春工业大学化学工程学院822高分子物理与化学之高分子化学考研导师圈点必考题汇编
● 摘要
一、名词解释
1. 定向聚合和
程。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【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。
2. 配位聚合
【答案】配位聚合是指单体分子首先在活性种的空位处配位,形成某些形式(
合本质上是单体对增长链Mt-R 键的插入反应,所以又称为插入聚合。
3. 重复单元
【答案】重复单元又称链节,是聚合物中化学组成相同的最小单位,是构成高分子链并决定高分子以一定方式连接起来的原子组合。如聚氯乙烯
4. 平衡缩聚 其重复单元为 )的配位络合物,随后单体分子插入过渡金属(Mt )—碳(C )链中增长形成大分子的聚合过程。这种聚
【答案】平衡缩聚是缩聚反应进行一段时间后,正反应的速率与逆反应的速率相等,反应达
,用K 到平衡,平衡时生成物的浓度的乘积与反应物浓度的乘积之比是个常数(称为平稳常数)
表示。
5. 链终止反应
【答案】链终止反应是指链自由基与链自由基结合为大分子的反应。
6. 偶合终止反应
【答案】偶合终止反应是指两个链自由基相互碰撞,链自由基的活性消失结合为一个大分子的反应。
二、问答题
7. 将
【答案】四种聚合物进行热降解反应,分别得到何种产物。 进行热解反应时发生解聚,主要产物为单体。
进行热解反应时首先脱进行热解反应时发生无规降生成分子主链中带烯丙基
进行热解反应时首先发生主解,主要产物为不同聚合度的低聚物。氯的聚合物;长时间热解则进一步发生环化交联甚至碳化反应。
链环化,然后脱氢生成梯形聚合物。进一步热解脱氢后生成碳纤维。
8. 请写出自由基聚合和缩合聚合的实施方法。
【答案】自由基聚合的实施方法有本体聚合、溶液聚合悬浮聚合和乳液聚合;缩合聚合的实施方法有熔融缩聚、溶液缩聚、界面缩聚和固相缩聚。
9. 传统自由基聚合难以成为“活性”/可控聚合的原因是什么?
【答案】传统自由基聚合自由基的浓度大,活性高,容易发生链终止和链转移,故难成为“活性”/可控聚合。
10.什么是扩链反应?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。
11.典型乳液聚合的特点是反应速度快,分子量高。在大多数本体聚合中也常会出现反应速度变快相对分子质量增大的现象。试分析造成上述现象的原因并比较其异同。
【答案】典型乳液聚合反应中,聚合是在乳胶粒中进行。平均每个乳胶粒中只有一个活性链增长,若再扩散进入一个自由基即告终止。由于链自由基受乳化剂的保护因而双基终止的概率小,链自由基的寿命长,链自由基浓度比一般自由基聚合要高得多,因此反应速度快,产物相对分子质量高。
在本体聚合达一定转化率后,由于体系黏度增大或聚合物不溶等因素,使链终止反应受阻,导致活性链浓度増大,活性链寿命延长,结果导致反应速度加快,产物相对分子质量増大。
两者相似或相同之处是,聚合体系中活性链浓度比一般自由基聚合要大,活性链寿命亦比一般自由基聚合时要长。但二者的控制因素却不同。在乳液聚合中,通过改变乳化剂用量和引发剂用量,可以控制体系中链自由基的浓度和寿命,从而可持续维持反应的高速度和产物的高相对分子质量。而在本体聚合中,自动加速是由于体系物理状态不断变化造成的,这种状况虽可改变但其可控性不如乳液聚合。
12.试通过三种不同的原料和合成反应制取尼龙-6。
【答案】(1)缩聚反应:
(2)开环聚合:
(3)聚加成反应:
13.试从热力学角度分析大部分加聚反应在聚合时为不可逆。
【答案】加聚反应是低分子单体转化为大分子时熵值减小的过程
因此
亦为负值。因而从热力学第二定律
除少数单体外
大都在
之问只有约为
为负值,同时反应放热,
为负值时,反应才能进行,
即即
比约大数百到上千倍,所以大多数单体的聚合上限温度较高,即在聚合温度下的平衡单体浓度都很低。因此多数单体在其正常聚合温度下,可近似认为聚合反应是不可逆的。
14.试举例说明两种单体进行理想共聚、恒比共聚和交替共聚的必要条件。
【答案】(1)当例如,
丁二烯
或(2)当
例如,苯乙烯(3)当
马来酸酐 和苯乙烯时可进行理想共聚。此时和苯乙烯
四氟乙烯活性链对单体无选择性。 极端情况
此时
的共聚即属此类
和三氟氯乙烯的共聚属于此类。 时可进行有恒比点的共聚,此时和丙烯腈或的共聚即属此类。 时发生交替共聚,此时的共聚近似属于此类。 三、计算题
15.用光气法合成的聚碳酸酯相对分子质量可以较大。该产物经洗涤净化后,在造粒过程中有时发生相对分子质量显著降低的情况。请分析造成上述情况的主要原因和应采取的防止措施。
【答案】用光气法合成聚碳酸酯采用界面缩聚法,反应基本不可逆,所以产物相对分子质量较高。如洗涤净化后的聚碳酸酯未彻底干燥,造粒时,在熔融温度下聚碳酸酯和其中残存的水分发生水解等反应使其降解。这是造成相对分子质量显著下降的主要原因。因此在造粒前对产物彻底净化干燥是非常必要的。
16.两种单体Ml 和M2在5°C 进行自由基乳液共聚反应时
聚反应时分别为50和求:
(1)两种单体共聚时的增长反应速率参数。
(2)比较两种单体和两种链自由基活性的高低。
已知Ml 和M2的均