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2017年后勤工程学院工程硕士808高分子化学与物理[专业硕士]之高分子化学考研题库

  摘要

一、名词解释

1. 自由基寿命

【答案】自由基寿命是指自由基从产生到引发单体聚合形成聚合物的这段时间。

2. 平衡缩聚

【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。

3. 塑料

,【答案】塑料是以高分子化合物为基材,填加助剂(如增塑剂、润滑剂、填料和抗氧剂等)经混炼、造粒所制成的可以进行塑性加工的高分子材料。

4. 聚合度变小的化学反应

【答案】聚合度变小的化学反应是聚合物发生降解(热降解、化学降解等)使聚合物的聚合度变小的化学反应。

5. 单体

【答案】单体是经聚合反应合成高分子化合物的那些低分子化合物。

6. 链自由基向单体转移

【答案】链自由基向单体转移链是自由基向单体转移一个活泼氢原子或从单体夺取一个活泼氢原子,结果链自由基的活性消失变为一个大分子,单体变为单体自由基的反应。

二、问答题

7. 何谓聚合物官能团的化学转化?在聚合物官能团的化学转化中,影响官能团转化的因素是什么?官能团的转化率一般为多少?

【答案】(1)由于高分子的化学反应是通过官能团的化学转化而实现的,所以又可以将聚合物的化学反应称为聚合物官能团的化学转化。

(2)官能团转化的影响因素:扩散因素的影响、邻近基团的影响和相邻官能团成对反应的限制。

(3)因为聚合物的化学反应的复杂性,官能团的转化率一般为

8. 列举丁二烯进行顺式

【答案】用

' 的引发体系并讨论顺式的成因。

的顺丁橡胶。共轭

加成的单体单

引发体系进行丁二烯聚合可以得到高顺式

形式配位,则得到顺式

双烯在聚合过程与活性中心金属配位时,若以顺式. 元。其机理可简单示意如下:

9. 简述开环聚合反应的特征。

【答案】开环聚合既不同于连锁聚合,也不同于逐步聚合。其特征如下。

(1)聚合过程中只发生环的破裂,基团或者杂原子由分子内连接变为分子间连接,并没有新的化学键和新的基团产生。

(2)与连锁聚合相比较。

连锁聚合的推动力是化学键键型的改变,虽然大多数环状单体是按离子型聚合机理进行的,但开环聚合的推动力是单体的环张力,这一点与连锁聚合不同;开环聚合所得的聚合物其结构单元的化学组成与单体的化学组成完全相同,这一点与连锁聚合相同。

(3)与逐步聚合反应相比较。

开环聚合虽然也是制备杂链聚合物的一种方法,但聚合过程中并无小分子缩出;开环聚合的推动力是单体的环张力,聚合条件比较温和,而逐步聚合的推动力是官能团性质的改变,聚合条件比较苛刻,所以,用缩聚难以合成的聚合物,用开环聚合较易合成;开环聚合所得的聚合物中,其基团是单体分子中固有的,而逐步聚合所得到的聚合物中,其基团是在聚合反应中,单体分子间官能团的相互作用而形成的;除此之外,开环聚合可自动保持着官能团等物质的量,容易制得高相对分子质量的聚合物,而缩聚反应只有在两种单体的官能团等物质的量时才能制得高相对分子质量的聚合物;开环聚合所得的聚合物的相对分子质量随时间的延长而增加,与逐步聚合反应相同。

10.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

(2)当例如,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

的共聚即属此类。

(3)当

马来酸酐

和苯乙烯

或时发生交替共聚,此时的共聚近似属于此类。

11.热降解有几类?简述聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA )、聚苯乙烯(PS ), 聚乙烯(PE )热降解的机理特征?

【答案】(1)热降解主要有解聚、无规断链、基团脱除三类。 (2

从不饱和端基开始解聚,逐一脱除单体,聚合度逐渐降低,

时PMMA

可以全部解聚成单体。解聚是聚合物在降解反应中完全转化为单体的过程,相当于聚合物的逆反应。凡主链碳-碳键断裂后生成的自由基能被取代基所稳定,并且碳原子上无活泼氢的聚合物,一般都能按解聚机理进行热降解。

聚苯乙烯受热降解是解聚和断链的混合型,

甲苯、乙苯、甲基苯乙烯,以及二、三、四聚体;

热解,产生约

单体,伴有少量苯乙烯。

的高温裂解,则可得

聚乙烯受热时,大分子链可能在任何处直接无规断裂,聚合度迅速下降。聚乙烯断裂

后形成的自由基活性高,经分子内“回咬”转移而断链,主要产物为不同聚合度的低分子产物,较少形成单体。无规断链是聚合物受热时,主链发生随机断裂,相对分子质量迅速下降,产生各种低分子产物,几乎不生成单体。凡主链碳-碳键断裂后生成的自由基不稳定,且碳原子上具有活泼氢原子的聚合物易发生这种无规断链反应。

12.什么是氧化一还原引发剂? 写出自由基的反应。

【答案】(1)氧化-还原引发剂是指由组成它的氧化剂和还原剂之间发生氧化还原反应而产生能引发的自由基的一类引发剂,这类引发剂称为氧化-还原体系。该类引发剂特点是活化能较低,可在低温下引发聚合,而有较快的聚合速率。包括水溶性引发剂和油溶性引发剂。

(2)

异丙苯过氧化氢的氧化-还原反应产生初级

三、计算题

13.试求

【答案】

的分子数为

混合体系进行缩聚,时的

以及

时的p 。

中A 基团数占混合物中A 总数

时,

中A

基团数为

中A 基团数占混合物中A 总数

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