2017年杭州师范大学材料与化工学院730高分子化学考研题库
● 摘要
一、名词解释
1. 胶束成核与均相成核
【答案】(1)胶束成核是指经典乳液聚合体系选用水溶性引发剂,在水中分解成初级自由基,引发溶于水的微量单体,在水相中增长成短链自由基,难溶于水的单体其短链自由基只增长少数
,就被沉析出来,与初级自由基一起被増溶胶束捕捉,引发其中的单体聚合而成核的过单元(<4)
程。
,由于静电作用而(2)均相成核是指在过饱和溶液,组成沉淀物质的离子(又称构晶离子)
缔合,自发的形成晶核的过程。一般而言,均相成核的能力(形成晶核的数目)是随着溶液过饱和程度的増大而増大的。
2. 高性能聚合物
【答案】高性能聚合物是指一般具有强氢键和芳杂环,结构规整对称,分子堆砌紧密的聚合物,为半梯形和梯形聚合物。高性能聚合物热稳定性好,熔点高,能在以上长期使用。
3. 高分子效应、硫化反应、无规断链反应、自降解型高分子、绿色高分子
【答案】(1)高分子效应:聚合物本身的结构对其化学反应性能的影响称为高分子效应。这个效应是由高分子链节之间的不可忽略的相互作用引起的。
(2)硫化反应:含有双键的弹性体在商业上多用硫或含硫有机化合物交联,因此橡胶工艺中硫化和交联是同义词。
(3)无规断链反应:有的聚合物(如聚乙烯)受热时,主链任何处都可能断裂,相对分子质量迅速下降,但单体产率很低,称为无规断链反应。
(4)自降解型高分子:分为生物降解和光降解两类。前者易被自然界中的微生物或动植物体内的酶分解或代谢,后者能被光(主要是紫外光)分解,是环境友好材料。
(5)绿色高分子:包括高分子本身与如何应用及处理两个方面,具体是指高分子的绿色合成和绿色高分子材料的合成与应用,前者是指高分子合成的无害化以及对环境的友好,后者是指可降解高分子材料的合成与应用以及环境稳定高分子材料的回收与循环使用。
4. 悬浮聚合
【答案】悬浮聚合是单体小液滴悬浮在水中的聚合方法,悬浮聚合体系一般由单体、水、油溶性引发剂、分散剂四个基本组分构成。
5. 光学异构、几何异构和构象异
【答案】分子式相同,但是原子互相联结的方式和顺序不同,或原子在空间的排布方式不同
的化合物叫做异构体。异构体有两类:一是因结构不同而造成的异构现象叫结构异构(或称同分
;异构)二是由于原子或原子团的立体排布不同而导致的异构现象称为立体异构。根据导致立体异构的因素不同,立体异构又分为:光学异构,即分子中含有手性原子(如手性,使物体与其)
镜像不能叠合,从而使之有不同的旋光性,这种空间排布不同的对映体称为光学异构体;几何异构(或称顺、反异构)是指分子中存在双键或环,使某些原子在空间的位置不同,从而导致立体
;光学异构和几何异构均为构型异构。结构不同(例如聚丁二烯中丁二烯单元的顺式和反式构型)
除非化学键断裂,这两种构型是不能相互转化的。构象异构:围绕单键旋转而产生的分子在空间上不同的排列形式叫做构象。由单键内旋转造成的立体异构现象叫构象异构。和构型一样,构象也是表示分子中原子在空间的排布形式,不同的是构象可以通过单键的内旋转而互相转变。各种异构体一般不能分离开来,但当围绕单键的旋转受阻时也可以分离。
6. 重复单元、结构单元、单体单元、单体和聚合度
【答案】(1)重复单元(又称重复结构单元或链节)是指聚合物中化学组成相同的最小单位。
(2)结构单元是指构成高分子链并决定高分子性质的最小结构单位。
(3)单体单元是指聚合物中具有与单体的化学组成相同而键合的电子状态不同的单元。 (4)单体是指带有某种官能团、并具聚合能力的低分子化合物,或能形成高分子化合物中结构单元的低分子化合物。
(5)聚合度是高分子链中重复单元的重复次数。
二、问答题
7. 解释为什么引发剂的活性次序一般为:过氧化二碳酸酯类>过氧化二酰类>过氧化酯类>过氧化二烷基类。 【答案】均可看成是中H 被不同基团取代后的产物。所连基团不同,过氧键牢固程度也不同。供电基团、立体障碍大的基团以及能提高分解产物的自由基稳定性的基团的引入均有利于过氧键的均裂可看成是两个偶极,故有利于分解。过氧化碳酸酯又可看成是不稳定碳酸的衍生物,所以稳定性更差,容易分解。
8. 丙烯为什么不能进行自由基聚合和阳离子聚合?说明原因并用化学反应方程式表示。 【答案】行阳离子聚合;
有只有一个供电子取代基供电子效应较弱,所以不能进引发供电子取代基,
当然不能进行自由基聚合。丙烯只能在
剂作用下进行配位阴离子聚合。
若要进行自由基聚合可能发生下列聚合反应:
实验证明,这三种反应的速率是然而反应③是自由基的转移反应,反应生成的烯丙基自由基是稳定的自由基,它不能引发单体聚合,只能与单体发生转移反应:
结果又生成单体和烯丙基自由基,终不能生成高聚物。因而,丙烯不能进行自由基聚合。
9. 在只有单体和引发剂参与反应的自由基本体聚合中试问:(1)在什么条件下生成聚合物的平均聚合度仅受引发剂浓度和单体浓度的影响而与反应温度基本无关;(2)在什么情况下生成聚合物的平均聚合度主要受温度影响,而与引发剂浓度无关。
【答案】苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的本体聚合符合条件(1); 氯乙烯的悬浮聚合,由于聚合物的又; 主要由CM 决定,此时聚合物的平均聚合度仅受温度影响,而与引发剂浓度基本无关,符合条件(2)。
10.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。
11.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。
12.试写出下列单体得到链状高分子的重复单元的化学结构。
(1)甲基苯乙烯;
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