2017年河南科技大学化工与制药学院611高分子化学与物理之高分子化学考研冲刺密押题
● 摘要
一、名词解释
1. 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。
2. 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。
3. 合成高聚物
【答案】合成高聚物是指单体经聚合反应合成的高分子化合物。
4. 三大合成材料
【答案】三大合成材料是在合成的高分子材料中,那些最重要的、最常见的高分子材料如塑料、合成纤维和合成橡胶。
5. 聚合物的侧链断裂
【答案】聚合物的侧链断裂是指聚氯乙烯和聚偏二氯乙烯加热时易着色,起初变黄,然后变棕,最后变为暗棕或黑色,同时有氯化氢放出的热降解过程,这一过程是链锁反应,连续脱氯化氢的结果使分子链形成大π键或交联。
6. 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。
7. 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。
8. 平均官能度
【答案】平均官能度是指有两种或两种以上单体参加的混缩聚或共缩聚反应中在达到凝胶点以前的线形缩聚阶段,反应体系中实际能够参加反应的官能团数与单体总物质的量之比。体系的平均官能度对缩聚产物的结构影响很大。f=l时,仅能形成低分子物而不能形成聚合物;f=2时,原则上仅能形成线型聚合物;f 大于2时,则可能形成支链型或体型聚合物。大分子链的交联程度随平均官能度的増加而增加。
9. 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。
10.均缩聚、混缩聚、共缩聚
【答案】由一种单体进行的缩聚反应称为均缩聚。由两种带不同官能团的单体进行的缩聚反应称为混缩聚。由两种或两种以上单体进行的、并能形成两种或两种以上重复单元的缩聚反应称为共缩聚。
二、问答题
11.在(如乙烯,丙烯)的配位聚合中,常有常规催化剂和高效催化剂之分,各举一例说明:(1)二者是何种催化剂体系?(2)高效的含义和比较标准通常为多少?(3)采取什么措施才能使催化剂高活性长效化?
【答案】(1)乙烯聚合的常规催化剂
是
二者的高效催化剂多是载于无机载体(如)上的般是聚合物收率或g 催化剂的10万倍。 丙烯聚合的常规催化剂
是(对乙烯)和 (2)高效催化剂的含义是高催化活性且在较长时间内活性不衰减;高效催化剂的判断标准一(3)常采取的措施有:将固体催化剂研磨;添加第三组分;将主催化剂负载在载体上。
12.以丁二烯作主单体、以自由基型乳液聚合生产的橡胶大品种有哪几种?为什么这些橡胶都是以乳液聚合方法生产?
【答案】(1)丁苯橡胶,丁苯胶乳,丁腈橡胶。
(2)原因是:
①借助乳化剂分子把胶乳粒子中的链增长自由基“孤立保护”起来,防止其偶合终止;
②共聚物分子链中减少了烯丙基的数目,从而减少了烯丙基链转移的机会;
③加入硫醇类链转移剂防止增长链向烯丙基或侧乙烯基转移。
13.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。
14.影响聚合物化学反应的因素有哪些?试举例逐一说明。
【答案】(1)化学因素有:
邻近基团位阻的影响:当聚合物分子链上参加化学反应的基团邻近的是体积较大的基团时,往往会由于位阻效应而使低分子反应物难于接近反应部位从而无法进行反应。典型的例子是聚乙烯醇的三苯乙酰化反应,只能达到的转化率。
邻近基团的静电效应:当聚合物化学反应涉及酸碱催化过程,或者有离子态反应物参与反应,或者有离子态基团生成时,在化学反应进行到后期,未反应基团的进一步反应往往会受到邻近带电荷基团的静电作用而改变速率。凡有利于形成五元或六元环状中间体的,邻近基团都有加速作用。如果化学试剂与反应后的基团所带电荷相同,则静电相斥,将使反应速率降低,基团的转化程度也低于100%。典型例子是甲基丙烯酸酯类的水解反应,水解反应一旦开始,则已经水解生成的羧基负离子与邻近未水解酯基上带部分正电荷的羰基由于相反电荷的吸引而容易靠近,形成六元环酐,再开环成羧基,而非由羟基直接水解。这一过程有利于羰基上羟基的离去而完成水解过程。
构型的影响:例如,甲基丙烯酸甲酯的水解反应,全同立构聚甲基丙烯酸甲酯的甲基处于主链平面的同一侧,已经水解生成的羧基对邻近酯基具有催化作用,水解反应速率越来越快;间同立构聚甲基丙烯酸甲酯的酯基交替处于主链平面的两侧,已经水解的反应速率也越来越慢;无规聚甲基丙烯酸甲酯的水解反应速率则介于全同立构物和间同立构物之问。
基团的隔离作用或“孤立化”、“概率效应”:在聚合物化学反应中,如果参加反应的聚合物官能团必须是两个或两个以上,而当反应进行到后期时,一个官能团的周围可能已经没有能够与之协同反应的第二个官能团,则这个官能团就好像被“隔离”或“孤立”起来而无法继续进行反应,最高转化程度因而受到限制。典型例子是聚乙烯醇的缩甲醛反应。通常聚乙烯醇的缩甲醛化程度只能达到有的羟基被孤立化。
(2)物理因素有:
聚合物聚集态的影响:例如,高度结晶的聚乙烯很难进行化学反应。
相容性的影响:例如,聚乙烯醇的缩甲醛反应,反应物聚乙烯醇亲水性良好,而聚乙烯醇