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2017年天津工业大学085204材料工程(专业学位)高分子化学考研复试核心题库

  摘要

一、问答题

1. 为什么阳离子聚合反应一般需要在很低温度下进行才能得到高相对分子质量的聚合物?阳离子聚合时,如何控制聚合反应速率和聚合物相对分子质量?

【答案】因为阳离子聚合的活性种一般为碳阳离子。碳阳离子很活泼,极易发生重排和链转移反应。碳阳离子向单体的链转移常

数合一般在低温下进行。

阳离子聚合时,可以通过加入链转移剂控制聚合物的相对分子质量。但由于聚合反应温度对链转移反应的影响很大,所以更多的是通过控制聚合反应温度来控制聚合物的相对分子质量。

2. 在只有单体和引发剂参与反应的自由基本体聚合中试问:(1)在什么条件下生成聚合物的平均聚合度仅受引发剂浓度和单体浓度的影响而与反应温度基本无关;(2)在什么情况下生成聚合物的平均聚合度主要受温度影响,而与引发剂浓度无关。

【答案】苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的本体聚合符合条件(1); 氯乙烯的悬浮聚合,由于聚合物的又; 主要由CM 决定,此时聚合物的平均聚合度仅受温度影响,而与引发剂浓度基本无关,符合条件(2)。

3. 将下列单体和引发剂进行匹配,说明引发剂对应的聚合反应类型。

单体:

引发剂:【答案】

属自由基聚合,

属阴离子聚合,

属阳离子聚合。

4. 推导自由基聚合反应初期动力学方程时做了哪些假定?

【答案】四个基本假定为:(l )Flory 等活性理论:链自由基的活性与链长短无关,即各步链增长速率常数相等,可用k p 表示。(2)稳态假定:在反应开始短时间后,增长链自由基的生

成速率等于其消耗速率

即链自由基浓度保持不变,呈稳态

(3)聚合产物的

聚合度很大,链引发所消耗的单体远少于链增长过程的,因此可以认为单体仅消耗于链增长反应。(4)忽略链转移反应,终止方式为双基终止。(注:也可认为是三个基本假定,“忽略链转移反应,终止方式为双基终止”是推导的条件)

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比自由基向单体的链转移常

大得多。为了减少链转移反应的发生,从而提高产物的相对分子质量,阳离子聚

5. 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。

6. 将下列单体和引发剂进行匹配(按单体逐个写出),写出可能发生的链引发反应方程式并指出聚合反应类型(自由基聚合、阳离子聚合或阴离子聚合)。

(1)单体:⑵引发剂:

【答案】甲基丙烯酸甲酯合。

(1)以

为引发剂进行自由基聚合,其引发反应为

既可以进行阴离子聚合,又可以进行自由基聚

(2)以

为引发剂进行阴离子聚合,有关引发反应为

二、计算题

7. 等物质的量的乙二醇和对苯二甲酸在在排除副产物水的条件下缩聚,欲得

【答案】密闭时:敞开时:

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下封管内进行缩聚,平衡常数K=4, 求最终则体系中残留水分有多少?

8. 与线形缩聚反应相比较,体形缩聚反应有哪些特点?

【答案】体形缩聚反应有以下特点:

(1)与缩聚的单体一一体形缩聚反应中至少有一种单体是具有三个或三个以上官能度的,而线形缩聚反应的单体则是两官能度的。

(2)体形缩聚反应过程一一体形缩聚过程是随着反应程度提高反应分为甲、乙、丙三个阶段。

甲、乙两个阶段均在凝胶点须控制在

进行到很高的反应程度。

(3)产物结构一一前者生成可溶可熔的线形分子,后者生成不溶不熔的体形分子。

9. 在进行对苯二甲酸(

物质的量)和乙二醇(

物质的量)的聚合中,

10.计算在反应程度为二酸的投料比。

【答案】聚酰胺的聚合度为:

解得

之前。在体形缩聚反应中凝胶点的预测十分重要,因为化学合成必

之前,以后的反应需在加工中进行。而线形缩聚反应如所需产品是高聚物,反应必须

当转化率达0.99时,产物的数均聚合度是多少?

【答案】官能团物质的量系数

:时获得数均相对分子质量为10000的尼龙-66所需要的己二胺和己

若己二酸过量,则己二酸与己二胺物质的量投料比为1:0.987; 若己二胺过量,则己二胺与己二酸物质的量投料比为1:0.987。

11.在一定条件下使异丁烯进行阳离子聚合,如果链终止方式以向单体和转移剂转移为主,单体浓度为次是

链转移剂的浓度聚合物的聚合度根据以下表中的为截距,

作图(图)。所得直线的截距为

斜率为

链转移剂的浓度分别是

试用作图法求单体和链转移的转移常数

所得聚合物的聚合度依

【答案】已知:单体的浓度

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