2017年湖北大学化学化工学院816高分子化学考研仿真模拟题
● 摘要
一、名词解释
1. 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。
2. 反应程度和转化率
【答案】反应程度指反应了的官能团数与起始官能团数之比。转化率指反应了的单体分子数与起始单体分子数之比。
3. 平均官能度与摩尔系数
【答案】平均官能度指反应体系中平均每一分子上带有的能参加反应的官能团(活性中心)的数目。当量系数是指起始两种官能团总数之比,其值小于或等于1。
4. 阻聚作用
【答案】阻聚作用是指某些物质能与初级自由基和链自由基作用生成非自由基物质,或生成不能再引发单体的低活性自由基,使聚合速率为0的作用。
5. 交替共聚物
【答案】交替共聚物是大分子链中两种单体单元严格相间排列的共聚物。
6. 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。
二、问答题
7. 高分子链的形状有几种?它们的物理、化学性质有何不同?
【答案】(1)高分子链的形状主要有直线形、支链形和网状体形三种,其次还有星形、梳形、梯形等(它们可视为支链形或体形的特例)。
(2)物理、化学性质的不同:
直线形和支链形高分子靠范德华力(无定形或结晶)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。聚合物具有热塑性,加热可熔化,在溶剂中可溶解。其中支链形高分子由于支链的存在使分子间距离较直线形的大,故各项指标如结晶度、密度、强度等比直线形的低,而溶解性能更好,其中对结晶度的影响最为显著。
网状体形高分子分子链间形成化学键,其硬度、力学强度大为提高。其中交联程度低的具有軔性和弹性,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。
8. 在用
催化剂催化聚合的研宄和生产中常用催化效率和催化活性来评价催化
剂的优劣,二者的含义和结果是否相同,试给予说明。
【答案】
催化效率或毫摩尔的催化剂(
如单位时间
是指在整个聚合时间内、于某一定的聚合温度和压力下,每单位质量)所得聚合物(
如
)的质量
(
或)的质量
)。其表达式为
:
其表达式为:
二者的含义不同,计算结果相差很大。
9. 为什么聚合物中常要加入光稳定剂?
【答案】高分子材料在阳光的照射下会迅速发生老化,表现为发黄、变脆、龟裂,表面失去光泽,机械性能和电性能大大降低,最终失去使用价值。这个复杂的破坏过程主要是阳光中的紫外线和大气中的氧对高分子链联合作用的结果。
10.试参考有关资料,列举丙烯进行淤浆聚合、气相聚合的主要工艺条件和所得聚合物的全同指数。
【答案】(1)丙烯的淤浆聚合 所用催化剂有常规催化剂(如附
随后再与
)和高效催化剂(以
为载体吸
以调节聚合物的相
反应)。把催化剂悬浮在庚烷或汽油中,
加在第一釜中。随后通入丙烯于
催化剂效率(常规催化剂)
相对密度为
催化活性
单位烯烃浓度或压力下所得聚合物(如
是指单位质量或毫摩尔的催化剂在
聚合。采用3〜5釜串联连续聚合流程。并于1、2、3釜中分别通入
对分子质量。此时聚丙烯呈淤浆析出。丙烯的单程转化率为为
聚丙烯.
(2)丙烯的气相聚合
以少量环己烷把催化剂
温度为90°C,聚合时间
所得全同聚丙烯的全同指数为95, 熔点为
分散在液态丙烯中进行间歇聚合。聚合压力为催化剂效率为
所得聚丙烯的
全同指数为90。
11.请写出以下聚合物按IUPAC 系统命名法和通俗命名法的中文名称。
(1)(2)(3)(4)
(5)
,聚芳酰胺; 【答案】(1)聚[二亚氨基亚苯基亚苯基二甲酰],聚-对(二苯甲酰二苯胺)(2)聚[氧化次乙基],聚氧化乙烯或聚环氧乙烷;
(3)聚[1-(乙氧基羰基)-1-甲基乙烯],聚甲基丙烯酸甲酯; (4)聚[1-轻基乙稀],聚乙烯醇; (5)聚[1-氯-1-次丁烯基], 聚氯丁二烯。
12.聚合物老化的原因有哪些?
【答案】聚合物或其制品在使用或贮存过程中,由于环境的影响,其性能逐渐变坏(变软发黏或变硬发脆)的现象统称为老化。导致老化的原因主要是力、光、热、氧、潮气、霉及化学试剂的侵蚀等许多因素的综合作用。
13.目前,已广泛应用的“活性”/可控聚合方法很多,如活性自由基聚合(包括ATRP 、RAFT 、TEMPO 等)、活性阳离子聚合、活性阴离子聚合、链增长缩合聚合等等,试将两种不同的活性聚合方法结合起来合成一嵌段聚合物。(单体任选)
【答案】制备醋酸乙烯酯-甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物。反应分成两步:反向碘转移(RITP )
聚合合成分子链末端带有活性的碘端基的聚醋酸乙烯酯
(1)反向碘转移(RITP )聚合醋酸乙烯酯
聚合体系由单体、单质碘和引发剂AIBN 组成,在加热条件下,碘首先与AIBN 发生反应,
生成一种新的碘化物
碘代异丁腈,作为可逆链转移剂,使得原来普通的自由基聚合体系转化
的分子量可以精确设定,分子链末
为具有良好可控性的活性聚合体系。以这种方法制备的
(2)将
,进一步将其作为大分子引发剂,
引发甲基丙烯酸甲酯(MMA )的原子转移自由基聚合(A TRP )。具体方法如下:
端带有活性的碘端基,可将其作为A TRP 引发剂制备醋酸乙烯酯的嵌段共聚物。
:为大分子引发剂引发的甲基丙烯酸甲酯的A TRP
作为大分子引发剂,以
为催化体系,増大
在共聚体系中的用
引发MMA 的A TRP 聚合
,
量,反应速率增大,产物的分子量分布变宽;以不同分子量的
的分子量越小,引发速率越快,产物的理论分子量与实际分子量越接近,引发剂效率越高,分子量分布也越窄。
14.按反应前后聚合物的聚合度的变化情况分类,聚合物的化学反应可分哪几种?
【答案】按反应前后聚合物的聚合度的变化情况,聚合物的化学反应可分为相似转变(如基团反应)、聚合度增大的反应(如接枝、嵌段、交联)和聚合度变小的反应(如降解)。
三、计算题
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