2017年上海市培养单位上海硅酸盐研究所822高分子化学与物理之高分子化学考研题库
● 摘要
一、填空题
1. 聚合物的一次结构是指与结构单元有关的结构,包括_____、_____和_____。
【答案】结构单元的化学组成;结构单元的序列结构;结构单元的构型
2. 可以按自由基聚合的单体有_____、_____、_____和_____等。
【答案】乙烯;氯乙烯;醋酸乙烯;甲基丙烯酸甲酯
3. 逐步聚合包括和两类_____和_____。
【答案】缩聚;逐步加成聚合
4. Lewis 酸通常作为阳离子型聚合的引发剂,Lewis 碱可作为_____型聚合的引发剂。
【答案】阴离子
5. 氯乙烯自由基聚合时终止方式主要是_____。
【答案】链自由基向单体转移终止
6. 乙二醇与马来酸酐合成的聚酯可用_____进行交联,聚二甲基硅氧烷可用_____进行交联,而顺1, 4-聚异戊二烯可用单质_____交联。
【答案】苯乙烯;过氧化物;硫
7. 工业生产上用_____引发丁二烯,在_____溶剂中进行阴离子聚合,可以制得顺式含量30%〜40%的聚丁二烯。
【答案】正丁基锂;己烷
8. 合成聚酰胺的缩聚反应平衡常数比合成聚酯的缩聚反应平衡常数大,在合成相同聚合度的聚合物时,体系中允许水分含量前者比后者_____。
【答案】大 9.
引发剂至少由两种组分,即_____和_____构成。
【答案】主引发剂;共引发剂
10.无定型聚合物有_____、_____和_____力学三态_____真和_____两个转变温度。
【答案】玻璃态;高弹态;黏流态;玻璃化温度;黏流温度
二、问答题
11.在离子聚合反应过程中,活性中心离子和反离子之间的结合有几种形式?其存在形式受哪些因素的影响?不同存在形式和单体的反应能力如何?
【答案】在离子聚合中,活性中心正离子和反离子之间有以下几种结合方式:
以上各种形式之间处于平衡状态。结合形式和活性种的数量受溶剂性质、温度及反离子等因素的影响。
溶剂的溶剂化能力越大,越有利于形成松对甚至自由离子;随着温度的降低,离解平衡常数(K 值)变大,因此温度越低越有利于形成松对甚至于自由离子;反离子的半径越大,越不易被溶剂化,所以一般在具有溶剂化能力的溶剂中随反离子半径的增大,形成松对和自由离子的可能性减小;在无溶剂化作用的溶剂中,随反离子半径的增大之间的距离增大。
活性中心离子与反离子的不同结合形式和单体的反应能力顺序如下:
共价键连接的一般无引发能力。
12.举例说明自由基聚合反应时取代基的位阻效应、共轭效应、电负性、氢键和溶剂化对单体聚合热的影响。
【答案】烯类单体中取代基的位阻效应、共轭效应、电负性、氢键和溶剂化等因素,对聚合热都有影响,具体如下:
(1)位阻效应:取代基的位阻效应将使聚合热降低,以乙烯的聚合热标准。丙烯
醋酸乙烯酯
. 甲基丙烯酸甲酯
烯类很难聚合,主要源于位阻效应。
(2)共轭效应:取代基的共轭和超共轭效应使聚合热降低,
苯乙烯
丁二烯
乙烯低得多。
(3)电负性:F 、C1等强电负性的取代基使聚合热增加,如氯乙烯烯
等都有较高的聚合热。四氟乙烯中氟原子的强电负性大大减弱了
致使其聚合热特别高丙烯酰胺
阻效应和氢键叠加影响的结果。
甲基丙烯
酸
(4)氢键和溶剂化:氢键会使聚合热降低。例如丙烯
酸
、偏二氟乙
键能
异戊二烯
,
丙烯腈
共轭效应相似,因此聚合热也相近,都比
作为参比
等单取代烯烃的聚合热稍有降低;
异丁烯
等1, 1-双取代烯类的聚合热就降得很多;1, 2-双取代
之间的库仑引力减小
的聚合热都比较小,其中带甲基的则更低,这是双取代的位
13.获得高分子量缩聚物的基本条件有哪些?
【答案】获得高分子量缩聚物的基本条件有以下几方面:(1)高活性单体;(2)单体纯净,无单官能团化合物;(3)官能团等摩尔比;(4)尽可能高的反应程度,包括温度控制、催化剂、后期减压排除小分子、惰性气体保护等。
14.试举例(4例或5例)说明线型聚合物和体型聚合物在构象和性能方面的特点。
【答案】(1)线型聚合物:线型聚合物没有支链,可能是锯齿型、无规线团、折叠链或螺旋链。其加热时可熔融,加入溶剂时可溶解。线型聚合物如聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚碳酸酯、尼龙、涤纶、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物等。
(2)体型聚合物:体型聚合物可能是星型、支链型、梳型、梯型或交联大分子。其加热时不能熔融,加入溶剂时不能溶解。体型聚合物如酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂和聚氨酯等。
15.若用高能辐射来引发聚合反应,产生自由基的速度仅决定于辐射剂量而与温度无关,辐射生成的自由基活性很高,引发效率厂可接近或等于1。如某单体的聚合反应由高能辐射引发,且单体在聚合中链终止方式是偶合终止、仅有活性链向单体链转移反应存在。试问:
(1)若聚合反应处于稳态,试推导聚合反应速率、数均聚合度和动力学链长的定量关系式。(2)讨论加速反应同时提高聚合物相对分子质量的各种因素。
(3)要确定在这一聚合反应中,单体转移终止在总终止反应中所占的比例,应测定哪些数据? 【答案】(1)在辐射聚合反应中,产生最初活性链的速率
其中
为剂量率
为常数
分别为单体和溶剂分子的能量产率,代表每吸收分别为单体和溶剂的浓度。
能量所引起化学反应的分子数
若不考虑溶剂,则
稳态时
链终止中,除偶合终止外尚有单体转移终止。所以
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