2018年南京林业大学材料科学与工程学院821高分子化学基础考研核心题库
● 摘要
一、名词解释
1. 光引发聚合
【答案】光引发聚合是指不加引发剂,烯类单体在光的作用下,形成单体自由基而聚合的过程称,简称光聚合。
2. 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。
3. 聚合物的侧链断裂
【答案】聚合物的侧链断裂是指聚氯乙烯和聚偏二氯乙烯加热时易着色,起初变黄,然后变棕,最后变为暗棕或黑色,同时有氯化氢放出的热降解过程,这一过程是链锁反应,连续脱氯化氢的结果使分子链形成大π键或交联。
4. 逐步加成聚合反应
【答案】逐步加成聚合反应是形成大分子的方式如同连锁聚合是通过单体反复加成而进行的,而动力学过程如同缩聚那样是随着反应时间的延长聚合物的相对分子质量逐步增大,聚合物的结构酷似缩聚物。
5. 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。
6. 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。
二、问答题
7. 聚合度和相对分子质量间有什么关系?计算中对不同聚合反应类型的聚合物应注意什么?试举例说明。
【答案】(1)聚合度和相对分子质量间的关系:
设
征的),
则
若
为聚合物的数均分子量
,
为重复单元的分子量
,为聚合度(以重复单元数表
为数均聚合度(以结构单元数表征的)
,为结构单元的分子量,则
(2)计算时应注意:
以重复单元数表征的聚合度
常用于连锁聚合物中,其重复单元是结构单元之和。
例如以下交替共聚物中有两个结构单元
②以结构单元数表征的平均聚合度
分子量
例如
或
常用于缩聚物。对混缩聚物
其结构单元的平均
8. 简述阴离子聚合引发剂的缔合作用的特点及影响因素。
【答案】阴离子聚合引发剂缔合作用的特点及影响因素:
只有烷基锂才有缔合作用,其他碱金属烷基化合物并不存在缔合作用。
只有在非极性溶剂中烷基锂才表现明显的缔合作用,在极性溶剂中强烈的溶剂化作用使缔
合作用变得不显著甚至完全消失。
正丁基锂浓度很低时,缔合作用并不显著。
正丁基锂浓度很高时,六个丁基锂分子构成一个缔合体,两个活性链离子对构成长链缔合
体。所以,
链引发速率与丁基锂浓度的
链增长速率却与丁基锂浓度的
次方成正比,
次方成正比。
异丁基锂和特丁基锂可能由于位阻的存在而使其缔合分子数从6减少为4。
缔合作用的存在使聚合反应速率大大降低。
9. 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。
10.什么是扩链反应?什么是大单体?什么是遥爪预聚物?
【答案】扩链反应是指以适当的方法,将相对分子质量只有几千的低聚物连接起来,使相对分子质量成倍或几十倍地提高,这是聚合物主链增长的过程。首先合成遥爪预聚物,然后通过活性端基与扩链剂反应。如果扩链剂为三官能团分子,则可发生交联反应,形成网状分子。
端基带有一个可反应基团的聚合物(通常是低聚物)称为大单体或反应性单体。两个端基都带有可反应基团的聚合物(通常是低聚物)称为遥爪预聚物。
11.按反应前后聚合物的聚合度的变化情况分类,聚合物的化学反应可分哪几种?
【答案】按反应前后聚合物的聚合度的变化情况,聚合物的化学反应可分为相似转变(如基团反应)、聚合度增大的反应(如接枝、嵌段、交联)和聚合度变小的反应(如降解)。
12.简述下列聚合物的合成方法:
(1)高抗冲聚苯乙烯
(2)
嵌段聚合物;(3)丁二烯型液体橡胶(遥爪预聚物)。
【答案】(1)合成高抗冲聚苯乙烯的主要方法:将聚丁二烯橡胶溶于苯乙烯单体中,加入自由基型引发剂(如过氧化二苯甲酰或过氧化二异丙苯),加热发生聚合反应。此时苯乙烯均聚和苯乙烯在聚丁二烯上接枝共聚同时发生,形成聚苯乙烯中分散有聚丁二烯微相,相互间有键合,并有一定軔性的改性聚苯乙烯。
(2
)合成
热塑弹性体的主要方法。
热塑弹性体。
),则得
用双官能团催化剂经二步法合成:用双官能团在一定的条件下先引发丁二烯聚合,待丁二
烯完全聚合完后再改变条件引发苯乙烯聚合,
即得完全聚合后,加
星形共聚物]。
③用单官能团催化剂经三步法或两步法合成。
三步法:用烷基锂先引发苯乙烯聚合,待苯乙烯完全聚合后,再加丁二烯聚合,待丁二烯完全聚合后,再加苯乙烯聚合,得树脂。
偶联法:用烷基锂先引发苯乙烯聚合,待苯乙烯完全聚合后,再加丁二烯聚合,待丁二烯
己烷偶合得
热塑弹性体[注:
若以四官能团偶联剂(如
热塑弹性体。
两步法:用烷基锂先引发苯乙烯和丁二烯聚合,
利用丁二烯优先聚合的特点形成渐变型的
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