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2017年西安工程大学服装与艺术设计学院803高分子化学与物理考研仿真模拟题

  摘要

一、名词解释

1. 聚醚型聚氨酯

【答案】聚醚型聚氨酯是以二异氰酸酯和端轻基聚醚为原料,经逐步加成聚合反应形成的大分子链中含有氨基甲酸酯基和聚醚链段的一类聚氨酯。

2. 自由基寿命

【答案】自由基寿命是指自由基从产生到引发单体聚合形成聚合物的这段时间。

3. 界面聚合

【答案】界面聚合是指将两种互相作用而生成高聚物的单体分别溶于两种互不相溶的液体(通常是水和有机溶剂)中,形成水相和有机相,当两相接触时,在界面处发生聚合而生成高聚物的一种聚合方法。界面缩聚限用活性高的单体,室温下就能聚合。界面缩聚属于扩散控制,应有足够的搅拌强度,保证单体及时传递。

4. 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。

5. 动力学链长

【答案】动力学链长是一个活性中心,从引发开始到真正终止为止所消耗的单体数目。

6. 引发剂

【答案】引发剂是含有弱键的化合物,在热的作用下共价键均裂或异裂,产生自由基或离子。

7. 最高聚合温度

【答案】最高聚合温度是指单体合成聚合物的过程中的极限温度。

8. 聚合反应

,简称聚合。 【答案】聚合反应是指由单体合成高分子化合物的过程(化学反应)

9. 聚合物的无规降解

【答案】聚合物的无规降解是指聚合物在热的作用下,大分子链发生任意断裂,使聚合度降低,形成低聚体,但单体收率很低(一般小于

)的热降解。

10.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。

二、问答题

11.推导二元共聚物组成微分方程的基本假设与推导自由基均聚动力学方程的基本假设有何异同?

【答案】总的来说,同样是作了等活性、无副反应、长链和稳态假设。稳态假设在二元共聚物组成微分方程推导时包括两个方面:

①链终止速率与链引发速率相等,这与均聚合时一样。 ②两种自由基之间的互变速率也相等,这与均聚合时不同。

长链假设与均聚有所不同,按照长链假设得到的最终重要结论是:共聚物组成只与四个链增长反应有关,而与链引发反应和链终止反应无关。

12.以为引发剂,为共引发剂,形成活性单体的反应为慢反应,终止方式为自发终止,写出异丁烯阳离子聚合有关的化学反应方程式,并推导聚合速率方程。

【答案】(1)有关的化学反应方程式如下:

(2)推导聚合速率方程:

做稳态假定:

自发终止的阳离子聚合速率方程为

13.什么是老化? 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。

14.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。

15.试从热力学角度分析大部分加聚反应在聚合时为不可逆。

【答案】加聚反应是低分子单体转化为大分子时熵值减小的过程因此

亦为负值。因而从热力学第二定律

除少数单体外

大都在

之问

只有约为

为负值,同时反应放热,

为负值时,反应才能进行,

约大数百

到上千倍,所以大多数单体的聚合上限温度较高,即在聚合温度下的平衡单体浓度都很低。因

此多数单体在其正常聚合温度下,可近似认为聚合反应是不可逆的。

16.试以氯乙烯悬浮聚合、苯乙烯本体聚合和丁二烯乳液聚合为例,讨论在自由基聚合反应中,调节分子量的措施分别有哪些?

【答案】氯乙烯悬浮聚合:没有溶剂,引发剂的转移可忽略不计,因此聚氯乙烯的平均聚合