2018年上海交通大学材料科学与工程学院837高分子化学与高分子物理之高分子化学考研基础五套测试题
● 摘要
一、问答题
1. 为什么聚甲基丙烯酰胺在强碱液中水解时,
其水解程度低于斥力,阻碍了水解,
水解程度一般在
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
式①、式②和式④都为自由基聚合速率方程。式①为自由基聚合速率方程一般表达式;式②
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?
【答案】聚甲基丙烯酰胺在强碱液中水解,某一酰胺基团两侧若已转变成羧基,对碱羟基有
以下。
2. 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
等于自由基的消失速率(终止速率
),即
为自由基聚合速率普适方程,它表达了聚合速率和引发速度的普遍关系;式③为引发剂引发的引发速率方程;式④为引发剂引发的自由基聚合速率方程。
自由基聚合速率方程适用条件:双基终止和低转化率(小于10%)。
3. 今有下列单体对进行自由基共聚合反应:①苯乙烯
②苯乙烯
乙烯
④偏二氯乙烯
【答案】(1)均不能得到交替共聚物。
(2)④为理想恒比共聚,共聚物组成始终与单体配比相同,即
4. 写出下列用IUPAC 系统命名法命名的聚合物的重复单元的结构式,并给出通俗命名法的名称:
(1)聚(1-甲基乙撑);(2)聚(氧化甲撑);(3)聚[(2-丙基-1,3-二氧六环-4, 6-二基)甲撑]; (4)聚(1-乙酰氧基乙撑);(5)聚(氧-1, 4-苯撑);(6)聚(1, 1-二氟甲撑);(7)聚(1-氯代乙撑);(8)聚(1-甲基-1-丁烯撑);(9)聚(1-轻基乙撑)。
【答案】(1
)(2
)(3
)(4
)(5
)(6
)(7
)(8
)(9
)
聚甲醛;
聚乙烯醇缩丁醛; 聚乙酸乙烯酯; 聚苯氧; 聚偏氟乙烯; 聚氯乙烯;
聚异戊二烯; 聚乙烯醇。
聚丙燦;
①有恒比点:
乙烯乙基醚
甲基丙烯酸甲酯
甲基丙烯酸甲酯
③氯乙烯
偏二氯
讨论:(1)能否得到交替共聚物?(2)有无恒比共聚点?此时聚合物组成如何?
5. 典型乳液聚合的特点是反应速度快,分子量高。在大多数本体聚合中也常会出现反应速度变快相对分子质量增大的现象。试分析造成上述现象的原因并比较其异同。
【答案】典型乳液聚合反应中,聚合是在乳胶粒中进行。平均每个乳胶粒中只有一个活性链
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增长,若再扩散进入一个自由基即告终止。由于链自由基受乳化剂的保护因而双基终止的概率小,链自由基的寿命长,链自由基浓度比一般自由基聚合要高得多,因此反应速度快,产物相对分子质量高。
在本体聚合达一定转化率后,由于体系黏度增大或聚合物不溶等因素,使链终止反应受阻,导致活性链浓度増大,活性链寿命延长,结果导致反应速度加快,产物相对分子质量増大。
两者相似或相同之处是,聚合体系中活性链浓度比一般自由基聚合要大,活性链寿命亦比一般自由基聚合时要长。但二者的控制因素却不同。在乳液聚合中,通过改变乳化剂用量和引发剂用量,可以控制体系中链自由基的浓度和寿命,从而可持续维持反应的高速度和产物的高相对分子质量。而在本体聚合中,自动加速是由于体系物理状态不断变化造成的,这种状况虽可改变但其可控性不如乳液聚合。
6. 什么叫热塑性塑料?什么叫热塑性塑料用聚合物?试举例说明。
【答案】(1)热塑性塑料是一类加热可以熔融、在适当溶剂中可以溶解,可以反复进行成型加工的塑料。热塑性塑料中的基材——高分子化合物,称为热塑性塑料用聚合物。
(2)举例:热塑性塑料用聚合物有聚氯乙烯(PVC )、聚乙烯(PE )、聚丙烯(PP )、聚苯乙烯(PS )、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA )、聚四氟乙烯(PTFE )、聚碳酸酯(PC )、尼龙 (PA )、涤纶(PET )、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物(PVC-VAc )、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA )等。
7. 试用自由基聚合和离子型聚合反应合成下列遥爪聚合物:
【答案】(1)自由基聚合:丁二烯聚合时,以偶合方式终止,因此分子链两端都有引发剂残基。所用引发剂带有羟端基或竣端基就可得这两种遥爪聚合物。
(2)阴离子聚合:以萘钠作催化剂,可合成双阴离子活性高分子,聚合末期可加环氧乙烷,再以水终止,使转变成轻端基,
通人端基聚丁二烯。
8. 什么是氧化一还原引发剂? 写出自由基的反应。
【答案】(1)氧化-还原引发剂是指由组成它的氧化剂和还原剂之间发生氧化还原反应而产生能引发的自由基的一类引发剂,这类引发剂称为氧化-还原体系。该类引发剂特点是活化能较低,
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则成羧端基。工业上常用此法合成羟端基聚丁二烯和羧
异丙苯过氧化氢的氧化-还原反应产生初级