2018年上海市培养单位上海应用物理研究所822高分子化学与物理之高分子化学考研强化五套模拟题
● 摘要
一、名词解释
1. 均缩聚、混缩聚、共缩聚
【答案】由一种单体进行的缩聚反应称为均缩聚。由两种带不同官能团的单体进行的缩聚反应称为混缩聚。由两种或两种以上单体进行的、并能形成两种或两种以上重复单元的缩聚反应称为共缩聚。
2. 环氧化合物
【答案】环氧化合物是三节环醚又称为环氧化合物或氧化烯,如环氧乙烷又称为氧化乙烯,环氧丙烷又称为氧化丙烯。
3. 半衰期
【答案】半衰期是指引发剂分解至起始浓度一半时所需的时间。引发剂的半衰期越短,则引发剂的活性越高。
4. 反应程度和转化率
【答案】反应程度指反应了的官能团数与起始官能团数之比。转化率指反应了的单体分子数与起始单体分子数之比。
5. 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。
6. 平均官能度与摩尔系数
【答案】平均官能度指反应体系中平均每一分子上带有的能参加反应的官能团(活性中心)的数目。当量系数是指起始两种官能团总数之比,其值小于或等于1。
二、问答题
7. 用聚乙烯绝缘的电线缆在户外工作,容易老化。
(1)写出老化过程中发生的主要化学变化;
(2)聚乙烯的防老化剂有哪几种?各具何种功能和化学结构?
【答案】(1)由于热和氧的影响而引起的聚乙烯降解按自由基机理进行: 引发
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增长
终止(引起交联)
将金属离子螯合掉。
(2)氧化反应会被重金属离子加速,重金属离子催化过氧化物分解,因此抗氧化的方法有:
用更易与自由基反应的物质与自由基形成稳定化合物。
8. 不饱和聚酯的主要原料为乙二醇、马来酸酐和邻苯二甲酸酐。这三种原料各起什么作用?它们之间的比例调整的原理是什么?在树脂中加入苯乙烯起什么作用?其作用原理是什么?
【答案】乙二醇、马来酸酐和邻苯二甲酸酐是合成聚酯的原料。其中马来酸酐的作用是在不饱和聚酯中引入双键,邻苯二甲酸酐和马来酸酐的比例是控制不饱和聚酯的不饱和度和以后材料的交联密度。加入的苯乙烯起固化作用,是利用自由基引发苯乙烯聚合并与不饱和聚酯线型分子中双键共聚最终形成体型结构。
9. 何谓聚合物官能团的化学转化?在聚合物官能团的化学转化中,影响官能团转化的因素是什么?官能团的转化率一般为多少?
【答案】(1)由于高分子的化学反应是通过官能团的化学转化而实现的,所以又可以将聚合物的化学反应称为聚合物官能团的化学转化。
(2)官能团转化的影响因素:扩散因素的影响、邻近基团的影响和相邻官能团成对反应的限制。
(3)因为聚合物的化学反应的复杂性,
官能团的转化率一般为
10.无规降解和连锁降解有什么不同?缩聚物和加聚物的降解分别属于哪一类?
【答案】两种降解反应的特点比较如下:
表
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11.悬浮聚合法生产聚氯乙烯时,为什么常采用高活性和中活性引发剂并用的引发体系?
【答案】氯乙烯悬浮聚合时所得聚氯乙烯的相对分子质量与几乎与引发剂浓度无关。相对分子质量主要由单体链转移来决定,聚氯乙烯的分子量主要由温度控制。氯乙烯悬浮聚合是非均相本体聚合,在转化率较低时就出现反应自动加速。如选用高活性引发剂,引发剂浓度随反应的进行显著下降。这样由于正常聚合速率的衰减与自动加速所造成的速率上升相互补偿使反应可匀速进行。但是到聚合后期,由于高活性引发剂浓度降得很低,导致聚合速率急剧下降不能由自动加速部分来互补,这样要获得高转化率势必要延长聚合时间;与中活性引发剂并用,可使聚合反应在后期也具有较高的聚合速度,从而可在较短时间内完成聚合反应。
12.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。
13.推导自由基聚合速率方程时做了哪些基本假定?简要说明其内容。写出自由基聚合动力学方程,并说明其适用条件。
【答案】假定1官能团等活性理论的假定:链自由基的活性与链长基本无关。因此,各步增长反应速率常数相等,
可用一个增长速率常数表示。
假定2稳态的假定:自由基聚合进行了一段时间以后,自由基的浓度保持不变,亦即自由基
的生成速率(引发速率
由此可得
假定3大分子链很长的假定:用单体的消耗速率表示聚合的总速率,同时认为大分子链很长,用于引发消耗的单体远小于用于増长消耗的单体,亦即
因为
所以
于是,聚合总速率就等于链増长速率,即或者
引发剂引发的自由基聚合速率方程为
第 4 页,共 37 页 等于自由基的消失速率(终止速率 ),即