2018年南京大学化学化工学院850高分子化学考研强化五套模拟题
● 摘要
一、填空题
1. 根据共聚物大分子链中单体单元的排列顺序,共聚物分为_、_、_和_。
【答案】无规共聚物;交替基聚物;嵌段共聚物;接枝共聚物 2.
组成_____
两单体共聚,
若_____
。若起始
则
_____
(大于或小于)
其共聚曲线与对角线的交点称为_____,该点共聚物
所形成的共聚物的瞬间组成为
_____
反应到t 时刻,单体组成为
则
共
(大于或小于);若
聚物瞬间组成为
从竞聚率看理想共聚的典型特征是_____; 交替共聚的典型特征是_____;
若小于;小于;大于;小于
嵌段
则属于_____共聚类型。
【答案】
恒比点
3. 表征聚合物相对分子质量的物理量有_____和_____。
【答案】动力学链长;平均聚合度
4. 在进行自由基聚合反应动力学研究时作了_____、_____和_____即三个基本假设。
【答案】等活性;稳态处理;长链假设(聚合度很大);用于引发单体远少于増长消耗的单体
5. 高效引发剂的特点是_____或_____。
【答案】使用了载体;改进载体
6. 塑料按其性能、产量和生产成本可分为_____和_____。
【答案】通用塑料;工程塑料
7. 氯乙烯自由聚合时,聚合速率用_____调节,而聚合物的相对分子质量用_____控制。
【答案】引发剂用量;聚合温度
8. 如果工业上要求在较低的聚合温度下生产相对分子质量很高的聚合物,应选择的聚合方式是_____。
【答案】乳液聚合
9. 阻聚剂、缓聚剂和链转移剂 (相对分子质量调节剂)共同作用原理是_____,主要区别是_____。
【答案】加成自由基;阻聚剂使每个自由基都终止,缓聚剂只使一部分自由基终止,链转移
剂没有使自由基终止
10.阴离子聚合的特征为_____、_____、_____。阳离子聚合的特征为_____、_____、_____、_____。
【答案】快引发;慢増长;无终止;快引发;快增长;易转移;难终止
二、问答题
11.若用高能辐射来引发聚合反应,产生自由基的速度仅决定于辐射剂量而与温度无关,辐射生成的自由基活性很高,引发效率厂可接近或等于1。如某单体的聚合反应由高能辐射引发,且单体在聚合中链终止方式是偶合终止、仅有活性链向单体链转移反应存在。试问:
(1)若聚合反应处于稳态,试推导聚合反应速率、数均聚合度和动力学链长的定量关系式。(2)讨论加速反应同时提高聚合物相对分子质量的各种因素。
(3)要确定在这一聚合反应中,单体转移终止在总终止反应中所占的比例,应测定哪些数据? 【答案】(1)在辐射聚合反应中,产生最初活性链的速率
其中
为剂量率
为常数
分别为单体和溶剂分子的能量产率,
代表每吸收
分别为单体和溶剂的浓度。
能量所引起化学反应的分子数
若不考虑溶剂,则
稳态时
链终止中,除偶合终止外尚有单体转移终止。所以
(2
)由于
的关系式中只有
是随温度而改变的。温度升高
增大,所以温度
升高聚合反应速率与平均聚合度略有上升。如果合速率但会降低乎均聚合度。
(3
)可以通过实验测定
求得
的贡献不大,则增大辐射剂量能提高聚
然后再测定聚合物的平均聚合度,根据这些数据即可
求得单体转移终止在总终止中所占的比例。
12.如何用实验证明一未知单体的聚合反应是以逐步聚合还是连锁聚合机理进行的?
【答案】可以通过测定聚合物分子量或单体转化率与反应时间的关系来鉴别。随反应时间的延长,分子量逐渐增大的反应属于逐步聚合;聚合很短时间后分子量就不随着反应时间的延长而增大的聚合反应属于连锁反应。单体转化率随聚合时间的延长而逐渐增大的聚合反应属于连锁聚合;单体迅速转化,转化率基本与聚合时间无关的反应属于逐步聚合。
13.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。
14.苯乙烯自由基聚合时链终止方式如何?写出以AIBN 为引发剂,苯乙烯自由基聚合历程中各基元反应。
【答案】自由基的活性高,有互相作用而终止的倾向,链终止反应有偶合终止和歧化终止两种方式。偶合终止是两链自由基的孤电子相互作用而形成共价键的终止反应;歧化终止是某链自由基夺取另一链自由基相邻碳原子上的氢原子或其他原子的终止反应。链终止方式与单体种类、
聚合温度有关。在
条件下,聚苯乙烯以偶合终止为主,偶合终止的活化能较低,低温聚合有
利于偶合终止。升高聚合温度,歧化终止增多。
苯乙烯自由基聚合历程各基元反应:
链引发
链增长
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