2017年西安理工大学理学院858高分子化学与物理之高分子化学考研导师圈点必考题汇编
● 摘要
一、填空题
1. 缩聚反应根据参加反应的单体种类可分为_____、_____和_____三类。
【答案】均缩聚;混缩聚;共缩聚
2. 可以按自由基聚合的单体有_____、_____、_____和_____等。
【答案】乙烯;氯乙烯;醋酸乙烯;甲基丙烯酸甲酯
3. 有机过氧类引发剂中主要有_____、______、_____、_____、_____等。
【答案】过氧化二苯甲酰;过氧化十二酰;过氧化二异丙苯;过氧化苯甲酸特丁酯;过氧化二碳酸二异丙酯
4. 环氧化合物有_____、_____和_____等。
【答案】环氧乙烷;环氧丙烷;环氧氯丙烷
5. 聚合物的一次结构是指与结构单元有关的结构,包括_____、_____和_____。
【答案】结构单元的化学组成;结构单元的序列结构;结构单元的构型
6. 聚合物的三次结构有_____和_____两种。
【答案】无定型聚合物;结晶聚合物
7. 氯乙烯自由基聚合时终止方式主要是_____。
【答案】链自由基向单体转移终止
8. _____称为聚合极限(上限)温度,自由基聚合大都在聚合极限温度_____进行,缩合聚合大都在聚合极限温度_____进行,所以缩聚反应一般为_____。 【答案】解聚与聚合平衡时的温度;以下;以上;可逆反应
9. 二烯烃配位聚合的引发剂大致分为_____、_____、_____三类。 【答案】型;烯丙基型;烷基锂型
10.在离子聚合中,活性中心离子近旁存在反离子,它们之间的结合随溶剂和温度的不同,可以是_____、_____、_____、_____四种结合形式,并处于平衡之中。自由离子数目_____,聚合速率_____。
【答案】共价键;紧离子对;松离子对;自由离子;增多;增大
二、问答题
11.有些聚合物老化后龟裂变黏,有些则变硬发脆,这是为什么?
【答案】聚合物老化后降解为较低相对分子质量产物时则变黏。聚合物老化后分子间发生交联时则易变硬发脆。
12.乳液聚合的一般规律是:初期聚合速率随聚合时间的延长而逐渐增加,然后进入恒速聚合。之后,聚合速率逐渐下降。试从乳液聚合机理和动力学方程分析发生上述现象的原因。
【答案】乳液聚合机理是:在胶束中引发,随后在乳胶粒中进行增长。单体/聚合物乳胶粒平均只有一半含有自由基,因而其聚合速率方程为:
式中为链增长速率常数;[M]为乳胶粒中的单体浓度;[N]为乳胶粒数目。
由速率方程可知,当聚合温度一定时,k p 是常数,此时聚合速率主要取决于[M]和[N]。在聚合初期,由于单体液滴(单体储库)存在,扩散速度一定,所以乳胶粒中的单体浓度[M]也近似为常数。随着聚合反应的进行,乳胶粒的数目不断增多,由此导致聚合速度随聚合时间的延长而增大。当聚合进行一定时间后,乳胶粒的数目达到最大值,同时单体液滴又未消失,此时[N]和[M]都近似恒定,所以聚合速度进入恒速期。最后由于单体液滴消失,乳胶粒中的[M]急剧下降,导致聚合速率下降。
13.试讨论在自由基聚合反应中,温度对引发剂引发、氧化还原引发剂引发和光敏引发聚合反应所得产物相对分子质量的影响。
【答案】在自由基聚合中,若链终止主要是动力学链终止,反应处于稳态。这时动力学链长v 或平均聚合度瓦与温度的关系体现在随温度的变化上。这是因为
若则
均变小。对热分锯型引发剂,E 约为80〜90kJ/mol,温度升高动力学链长v 或平均聚合度
对氧化还原引发体系,E
为所以温度对v 或
正值,但其值不大,所以若温度升高,v 或会略有升高。
的影响主要取决于影响较小。对光聚合,由于为0, E 虽为的差值,而和引发若链转移终止是链终止的主要方式,则温度对剂的种类关系不大(引发剂转移终止除外)。
14.聚合物的热降解有几种类型? 举例说明其反应机理。
【答案】聚合物在单纯热的作用下发生的降解反应主要有解聚、无规断链和侧基脱除三类。 (1)解聚:聚合物在降解反应中完全转化为单体称为解聚,又称连锁降解。解聚反应是聚合反应的逆反应。
凡主链碳-碳键断裂后生成的自由基能被取代基稳定,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。所以,聚甲基丙烯酸酯类、
乙烯等受热后进行的都是解聚反应。例如,的解聚
聚四氟
(2)无规断链:聚合物受热时,主链发生随机断裂,相对分子质量迅速下降,产生各种低相对分子质量的产物,单体回收率极低,这类热降解反应称为无规断链反应。凡碳-碳键断裂后生成的自由基不稳定,且α-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。所以,聚乙烯、聚丙烯、聚氧化乙烯等热降解主要是无规断链。值得注意的是,许多聚合物受热降解时是属于解聚和断裂混合型的,如聚苯乙烯、聚异丁烯、聚三氟氯乙烯等。聚苯乙烯在
生约单体;真空下,则可得单体。
下发生非氧化热降解,脱出真空下,产(3)侧基脱除:一些聚合物在较高温度条件下会发生基团的消去、成环等复杂反应,如聚氯乙烯、偏二氯乙烯、聚氟乙烯、聚丙烯腈等。聚氯乙烯在
聚合物颜色变深,强度下降,反应方程式如下:
15.请写出苯乙烯以为引发剂的链引发反应、链增长反应和聚合后期加入醇、酸和水等质子给予体发生链转移反应而终止的有关化学反应方程式。
【答案】(1)链引发反应:
(2)链增长反应:
(3)链转移反应:
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