2017年长江大学石油与天然气工程(专业学位)819高分子化学及物理考研导师圈点必考题汇编
● 摘要
一、名词解释
1. 反应程度
【答案】反应程度是参与反应的基团数与起始基团数之比,是高分子缩聚反应中用以表征高分子聚合反应反应深度的量。要注意反应程度和转化率的区别,转化率是指反应了的单体分子数与起始单体分子数之比,在缩聚反应中常用反应程度来描述反应过程,因为缩聚反应本质是官能团之间的反应,只有官能团之间充分反应才能生成大分子,故用反应程度描述其反应过程。
2. 热引发聚合
【答案】热引发聚合是指不加引发剂,烯类单体在热的直接作用下,形成单体自由基而聚合的过程,简称热聚合。
3. 向大分子转移常数
速率常的比值:
4. 通用塑料
5. 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。
6. 链引发反应
【答案】链引发反应是指引发剂分解形成初级自由基,初级自由基与单体加成形成单体自由基的反应。
是链自由基向大分子转移反应的速率常数与链増长反应速表征链自由基向大分子转移的难易程度。 【答案】
向大分子转移常数
【答案】通用塑料是产量大、成本低,应用面广和性能多样化,作为一般用途的塑料。
二、问答题
7. 试讨论丙烯进行自由基、离子和配位聚合时,能否形成高相对分子质量聚合物的原因。
【答案】(1)自由基聚合,由于丙烯上带有供电子基链转移:
形成稳定的
有利于(或基自由基,它不能再引发单体聚合。 的进攻,不能进行阴离子聚合;丙烯虽的进攻,但由于下述原因,只能形成液体低聚物:
(2)离子聚合,由于如上相同的原因,丙烯不利于使双键上的电子云密度增大,不利于自由基的进攻,故很难发生自由基聚合,即使能被自由基进攻,由于很快发生如下的退化
在阳离子聚合中,增长的容易重排为热力学上更加稳定的叔碳阳离子
,
由于类似原因,最终形成支化低聚物;如果采用无机酸或含强亲核性正离子催化剂,往往发生加成反应形成稳定的化合物,例如:
(3)配位聚合丙烯在作用下发生配位聚合。在适宜条件下可形成高相对分子质量结晶性全同聚丙烯。
8. 什么是老化? 聚合物老化的原因有哪些? 聚合物如何防老化?
【答案】聚合物在使用过程中,受空气、水、光等大气条件和物理、化学因素综合的影响,引起不希望的化学变化,使性能逐渐变坏的现象统称为老化。
老化过程的主要反应也是降解,有时也可能伴有交联。聚合物老化后降解为较低相对分子质量产物时则龟裂变黏;聚合物老化后分子间发生交联时则发脆变硬。
导致老化的原因包括物理和化学因素,主要是热、机械力、超声波、光、氧、水(潮气)、化学试剂及微生物等许多因素的综合作用。
聚合物防老化的方法有:
(1)从结构上合成更为稳定的聚合物。易于降解的一些结构的例子是:
(2)添加助剂,如橡胶加防老剂,塑料加抗氧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、热稳定剂等。
9. 苯乙烯本体聚合的工业生产分两个阶段。首先于后流入聚合塔,塔内温度从递升至使苯己烯预聚至转化率然最后将熔体挤出造粒。试解释采取上述步骤的原因。
【答案】如何排散聚合热,维持聚合温度恒定是实施本体聚合时必须考虑和解决的主要问题。苯乙烯本体聚合的生产分段进行,是为了先在较低温度下使苯乙烯以较低聚合速率转化,有利于聚合热的排散;同时由于转化率不高,聚合体系的黏度低,也有利于排散自动加速效应带来的集中放热,以避免由局部过热导致产物分子量分布较宽以及由温度失控而引起爆聚。在聚合塔中逐渐升温聚合是为了逐渐提高单体转化率,尽量使单体完全转化,减少残余单体。
10.试用自由基聚合和离子型聚合反应合成下列遥爪聚合物:
【答案】(1)自由基聚合:丁二烯聚合时,以偶合方式终止,因此分子链两端都有引发剂残基。所用引发剂带有羟端基或竣端基就可得这两种遥爪聚合物。
(2)阴离子聚合:以萘钠作催化剂,可合成双阴离子活性高分子,聚合末期可加环氧乙烷,再以水终止,使转变成轻端基,通人则成羧端基。工业上常用此法合成羟端基聚丁二烯和羧端基聚丁二烯。
11.以萘-钠配合物为引发剂,写出苯乙烯阴离子聚合链引发反应方程式。
【答案】链引发反应包括引发剂分解生成单阴离子和单阴离子二聚成生双阴离子两步反应。 (1)引发剂分解,生成单阴离子:
(2)单阴离子二聚成双阴离子:
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