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2017年北京林业大学林产化学加工工程-林产化工专业综合、制浆造纸专业综合之高分子化学复试仿真模拟三套题

  摘要

一、问答题

1. 写出

【答案】

2. 试举例说明两种单体进行理想共聚、恒比共聚和交替共聚的必要条件。

【答案】(1)当例如,

丁二烯

(2)当例如,苯乙烯(3)当

马来酸酐

和苯乙烯

时可进行理想共聚。此时和苯乙烯

四氟乙烯

活性链对单体无选择性。

极端情况

此时

的合成反应式。

的共聚即属此类

和三氟氯乙烯

的共聚属于此类。

时可进行有恒比点的共聚,此时

和丙烯腈

的共聚即属此类。 时发生交替共聚,此时的共聚近似属于此类。

3. 过硫酸盐无论在受热、受光或受还原剂作用下均能产生时停止反应,应选择何种方式产生

量低,则应选择何种方式产生这种自由基?

如果需要随时调整反应速度或随

如果工业上要求生产分子量很高的聚合物,聚合温度尽

【答案】(1)选用受光引发、停止光照或改变光强可以停止或调节反应速度。

(2)选用氧化还原引发体系,通过乳液聚合,可以在较低聚合温度下得到相对分子质量高的聚合物。

4. 写出缩合聚合成为可控/“活性”聚合的方法。

【答案】(1)可控的加聚反应和开环聚合反应中,单体选择性地只与引发剂或活性链末端基,活性中心浓度一定。因此聚合物的相团反应,不发生链终止和链转移(可逆的链转移和链终止)

对分子量能够通过调节单体和引发剂的投料比或单体的转化率来进行控制,得到窄分散的聚合物。此理念用于缩合聚合反应中,使之以活性聚合的方式进行,可以制备结构规整、相对分子质量分布窄的缩合聚合物。

(2)相转移催化剂法合成聚酯:将固体单体分散于有机相溶剂中采用相转移催化剂法的聚合反应是另一类截然不同的合成聚酯的可控缩合聚合反应。在这类反应中,固态的单体借助于一定量的相转移催化剂进入有机相,和引发剂和链增长过程中的活性聚合物链末端基团反应;同时,

由于固态单体之间不能发生反应,因而导致发生可控缩聚反应。

(3)催化剂转移可控缩聚反应合成共轭聚合物:催化剂可以活化聚合物链上的末端基团,从而使其与单体反应;同时,催化剂又转移到新生成的聚合物链的末端而使其活化。

5. 写出下列常用引发剂的分解反应式。

(1)过氧化氢-亚铁盐体系;(2)过硫酸钾-亚硫酸盐体系;(3)过氧化二苯甲酰;(4)过氧化二苯甲酰-N ,

【答案】(1)(2)(3)

(4)

6. 推导共聚物组成微分方程时有哪些假定?为什么该方程只能应用于低转化率的条件?并写出共聚物组成微分方程。

【答案】(1)该方程是在以下假定条件下推导出来的:

①链自由基的活性与链长基本无关,但与链自由基末端结构单元的结构有关。 ②共聚物的大分子链很长,用于引发所消耗的单体远小于用于増长所消耗的单体。 ③稳态的假定,假定共聚反应进行了一段时间后,两种链自由基的浓度都不变,为定值, 即自由基的生成速率与消失速率相等,体系进入稳态,达到动平衡。

(2)原因:因为稳态的假定只有在低转化率(小于5%)时才成立,因此该方程只能适用于低转化率的情况。

(3)二元共聚物组成的微分方程为

式中

为共聚物组成,

即共聚物大分子链中两种单体单元的比值

分别为单体

和单体

均聚链増长反

-二甲苯。

原料组成,即原料混合物中两种单体的比值应速率常数与共聚链增长反应速率常数之比

表征两种单体的相对活性

二、计算题

7. 计算并绘出等物质量的己二酸己二胺在反应程度为0.99和0.995时的聚合度分布曲线,并比较两者相对分子质量分布的的宽度。

【答案】已知

聚合度为x 的聚合物的重均分布函数是

P=0.99时

1

根据Flory 分布函数,聚合度为x 的聚合物的数均分布函数是

P=0.995时

2

反应程度高的,其相对分子质量分布要宽些,见图1和图2。

1