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2018年青岛大学化学科学与工程学院(环境科学与工程学院)832高分子化学考研基础五套测试题

  摘要

一、名词解释

1. 三大合成材料

【答案】三大合成材料是在合成的高分子材料中,那些最重要的、最常见的高分子材料如塑料、合成纤维和合成橡胶。

2. 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。

3. 平衡缩聚

【答案】平衡缩聚是缩聚反应进行一段时间后,正反应的速率与逆反应的速率相等,反应达到平衡,平衡时生成物的浓度的乘积与反应物浓度的乘积之比是个常数(称为平稳常数),用K 表示。

4. 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。

5. 定向聚合

【答案】定向聚合又称立体有择聚合、立体选择聚合,立体对称聚合或有规立构聚合,是指单体形成立体规整性聚合物的聚合过程。可细分为配位聚合、离子型定向聚合和自由基型定向聚合等。

6. 热引发聚合

【答案】热引发聚合是指不加引发剂,烯类单体在热的直接作用下,形成单体自由基而聚合的过程,简称热聚合。

7. 连锁聚合

【答案】连锁聚合是指聚合反应一旦开始,反应便可以自动地、一连串地进行下去,生成一个大分子的时间是极其短暂的,是瞬间完成的,

只需要到几秒的时问。因此,聚合物的相对分子质量与时间关系不大,但单体的转化率随时间的延长而提高,这类聚合反应称为连锁聚合。

8. 链自由基向单体转移

【答案】链自由基向单体转移链是自由基向单体转移一个活泼氢原子或从单体夺取一个活泼氢原子,结果链自由基的活性消失变为一个大分子,单体变为单体自由基的反应。

9. 聚合度变小的化学反应

【答案】聚合度变小的化学反应是聚合物发生降解(热降解、化学降解等)使聚合物的聚合度变小的化学反应。

10.高性能聚合物

【答案】高性能聚合物是指一般具有强氢键和芳杂环,结构规整对称,分子堆砌紧密的聚合物,为半梯形和梯形聚合物。高性能聚合物热稳定性好,熔点高,能在

以上长期使用。

二、问答题

11.以萘-钠配合物为引发剂,写出苯乙烯阴离子聚合链引发反应方程式。

【答案】链引发反应包括引发剂分解生成单阴离子和单阴离子二聚成生双阴离子两步反应。 (1)引发剂分解,生成单阴离子:

(2)单阴离子二聚成双阴离子:

12.聚合物为什么具有一定的机械强度?

【答案】聚合物具有一定的机械强度能被广泛用作材料,主要是由于其具有巨大的相对分子质量,且链状大分子之间有比小分子之间强得多的分子间作用力,作用力的大小直接与其相对分子质量的大小有关。

13.为什么聚甲醛容易解聚?工业上如何使聚甲醛稳定化?

【答案】聚甲醛分子链端为不稳定的半缩醛结构,使得聚甲醛在光热作用下容易发生从分子链端开始的“拉链”式脱除甲醛的解聚反应,但反应不是自由基机理。

因此,只要使羟端基酯化或醚化,将端基封锁,就可以起到稳定作用。但端基封锁后的聚甲

醛受热时,则可能先无规断链而后连锁解聚脱甲醛。所以需要进一步通过共聚,在大分子链中引入

链以单元,则可防止连锁解聚。 工业上在螺杆挤出机中通过三聚甲醛和五氧六环本体连续共聚合制备,生成的共聚甲醛的主单体单元为主,

其间杂以少量的单元。聚合结束后经过碱液处理,除去引发剂和共聚甲醛不稳定的链端部分,最终得到端基为羟乙基结构的聚合物。由于羟乙基的碳-碳键能够有效阻止解聚反应的发生,因此得到的聚甲醛具有良好的热稳定性。

14.以乙二醇二甲醚为溶剂,

分别以为引发剂,在相同条件下使苯乙烯聚合。判断采用不同引发剂时聚合速度的大小顺序。如改用环己烷作溶剂,聚合速度的大小顺序如何?说明判断的根据。

【答案】以乙二醇二甲醚为溶剂时,所列引发剂引发苯乙烯聚合的速度顺序是:

乙二醇二甲醚是溶剂化能力很强的溶剂,可使金属离子溶剂化。金属反离子的半径越小,其溶剂化程度越大,因而紧对活性种的浓度越小,松对和自由离子活性种的浓度越大,链増长速度也越快。碱金属原子半径的顺序是:

所以苯乙稀在乙二醇二甲醚中的聚合速度顺序是:

以环己烷为溶剂时,苯乙烯的聚合速度大小顺序是:

这是因为环己烷基本上无溶剂化能力,所以活性种的反离子基本上未溶剂化。金属反离子的直径越大,正、负离子的解离度越大,因而链增长速度越快。反离子半径的尺寸从锂到钾变大,所以在环己烷中苯乙烯的聚合速度的顺序是:

RLi

15.制备丙烯酸甲酯二元共聚物,在丙烯酸丁酯、苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯中选哪种单体作为共聚单体可以提高共聚物的玻璃化温度?为什么?

【答案】选用苯乙烯作为共聚单体可以提高共聚物的玻璃化温度。丙烯酸丁酯的侧基为柔性的饱和酯,若与丙烯酸甲酯共聚,其柔性侧基会増大分子链间距,降低共聚物的玻璃化温度;甲基丙烯酸甲酯的侧基为甲基和甲酸甲酯基,其刚性和空间位阻均不及苯乙烯的侧基苯环大。故选用苯乙烯作为共聚单体与丙烯酸甲酯共聚,可以增大共聚物分子链的刚性且不会增大分子间距,从而提高聚合物的玻璃化温度。

16.苯乙烯的竞聚率为1.38, 异戊二烯的竞聚率为2.05, 通过自由基共聚合能否得到商业级的嵌段共聚物,为什么?

【答案】不可以得到商业级的嵌段共聚物。因为竞聚率为自缩聚与共缩聚的比值,是用来判断竞争聚合时两种反应活性的重要参数,由于苯乙烯和异戊二烯的竞聚率均大于1,这就说明他