2017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导师圈点必考题汇编
● 摘要
一、问答题
1. 写出下列聚合物(我国的商品名)的重复单元的化学结构式和形成该聚合物的单体的化学结构式:
(1)酚醛树脂;(2)脲醛树脂;(3)蜜胺树脂;(4)涤纶;(5)腈纶;(6)顺丁橡胶。
【答案】⑴
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
2. 氯乙烯的悬浮聚合,常需不断搅拌并加入悬浮剂。试分析它们对悬浮液稳定性的贡献;曾用过的悬浮分散剂有哪几种?它们的作用机理有何不同?如何防止聚合物粘壁?如何观测聚合反应的进程和终点?
【答案】搅拌的剪切力可使油状单体在水中分散成小液滴。当液漓分散到一定程度后,剧烈
,特别是当聚合反应发生后,由于液滴中含有一定量搅拌反而有利于细小液滴的并合(成大液滴)
的聚合物,此时搅拌增大了这些液滴的碰撞黏结概率,最后导致聚合物结块,所以单靠搅拌不能得到稳定的悬浮体系,因而体系中必须加入悬浮剂,以降低表面张力,使分散的小液滴表面形成一层保护膜,防止彼此并合和相互黏结,从而使聚合在稳定的悬浮液中的液滴中进仃。如果只加悬浮剂,而不进行搅拌,则单体就不会自动分散成小液滴;同样不能形成稳定的悬浮体系。
可作悬浮剂的物质有:水溶性聚合物如聚乙烯醇、明胶和苯乙烯-马来酸酐共聚物等,水不溶性无机物如碳酸镁、碳酸钡和硫酸钡等。它们的作用都是使液滴表面形成保护层,防止液滴的并合或黏结。但二者的作用机理不同,水溶性聚合物如聚乙烯醇的水溶液,可降低液滴的表面张力,有利于单体分散成小液滴。并能吸附在液滴表面形成保护层。同时,又能增加介质的黏度,阻碍液滴的碰撞黏结;明胶的作用类似,但使用时必须把介质的pH 控制在等电点以下,以防止明胶
析出;不溶于水的无机盐如碳酸镁的作用,则是吸附在小液滴的表面起机械隔离,阻止其相互黏结。
聚合物粘壁(或称挂胶)是影响生产效率、费力费时的实际问题。试验过的防止粘壁措施有:采用刮壁式桨叶;特制镜面釜壁和釜壁上涂某种染料涂层。
由于氯乙烯的悬浮聚合是在氯乙烯沸点以上的温度下,于密闭反应器中进行,所以观察反应釜内的压力降就可判断聚合反应的进程和终点。
3. 写出五节环醚一四氢呋喃的开环聚合有关聚合反应方程式。
【答案】四氢呋喃
了直接加入引发剂外,
为五节环醚。五节环醚的开环聚合都是按照阳离子机理进行的。除还可以发生电解开环聚合。电解开环聚合是在电解中形成阳离子引发
的开环聚合都为平衡聚合反应。选择适宜的引发剂可进行
酸、三苯和等)引发聚合,一般所得的阳离子开环聚合的引发剂较多,主要有质子酸、|的聚合过程,在所有温度下,活性聚合,形成活性聚合物。甲烷正碳离子和氧离子等。用质子酸(如为仲离子,仲离子再与单体反应进行链增长:
聚合物相对分子质量不太高。质子酸的引发反应是首先质子酸与单体形成氢键配合物,然后转变
经链引发,链增长形成仲离子活性增长链,用
羟基聚四氢呋喃,其为聚醚型聚氨酯的原料:
4. 按照大分子链的微观结构共聚物分几类?它们在结构上有何区别?各如何制备?
【答案】(1)按照大分子链的微观结构共聚物分为无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物和接枝共聚物四类。
(2)结构上的区别:无规共聚物中两种单体单元无规排列
共聚物中两种单体单元严格相间排列;
嵌段共聚物由较长的
连续的单元数不多;交替
链段和另一较长的链段作终止剂,使链末端为羟基,形成端构成的共聚物;接枝共聚物主链由一种(或两种)单体单元构成,支链由另一种(或另两种)单体单元构成的共聚物。
(3)制备:无规共聚物、交替共聚物可由自由基共聚合制备;嵌段共聚物可由阴离子聚合制备;接枝共聚物可由聚合物的化学反应制备。
5. 如何制备聚苯乙烯和乙烯-丙烯交替共聚物的嵌段共聚物?
【答案】将苯乙烯和异戊二烯的嵌段共聚物氢化。
6. 工业生产的聚乙烯有几种?它们分别是由何种引发剂体系生产的?依据什么标准来划分聚乙烯种类?
【答案】工业生产的聚乙烯有4种:
高压法低密度聚乙烯
低压或中压法高密度聚乙烯密度聚乙
烯
型
系高效催化剂。常依据催化剂为系或引发剂为催化剂;线性低系高效催化剂;超高分子量聚乙
烯的密度来划分。
7. 请指出在什么条件下自由基聚合反应速率与单体浓度的方次为:
(1)1〜1.5; (2)1.5; (3)1.5〜2.0。
【答案】(1)在某些聚合体系中,由于改变[M]会改变溶液黏度或溶剂的性质从而影响链段重排或平移扩散速率,导致:发生变化,结果是的方次大于1。
与
与的1.5的二(2)若引发阶段生成的自由基引发单体的反应已成为引发反应的决定步骤,则次方成正比。在上述(1)的情况下,有时也可能使单体反应级数达1.5。 (3)对某些聚合反应,活性链被简单自由基终止成为链终止的惟一模式,这时次方成正比。
8. 如何判断二元组分自由基型加聚反应体系是否存在恒比共聚点?为什么?证明恒比共聚点的共聚物组成
【答案】当
入摩尔分数共聚方程
9. 丙烯进行气相本体聚合,得聚丙烯【答案】聚丙烯的全同指数 时存在恒比共聚点。因为共聚物组成与原料单体投料比相同,把解得。 试求该聚丙烯的代产物经沸腾庚烷萃取后得不溶物 全同聚合指数。这种鉴定方法可否用于其他立构规整聚合物?
利用溶解度差别来萃取分离全同聚丙烯和无规物是根据溶解度原理。由于溶解度除了和分子的规整性和结晶性等有关外,还与相对分子质量大小有关。幸而丙烯经配位聚合所得全同聚合物的分子量远高于无规物,故利用此法尚属可靠。对于其他聚合物能否沿用此法,尚需经实验确定,并将所得结果与其他方法校订后才可用于实测。
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