2017年合肥工业大学化学与化工学院809高分子化学考研导师圈点必考题汇编
● 摘要
一、名词解释
1. 悬浮聚合
【答案】悬浮聚合是单体小液滴悬浮在水中的聚合方法,悬浮聚合体系一般由单体、水、油溶性引发剂、分散剂四个基本组分构成。
2. 胶束成核与均相成核
【答案】(1)胶束成核是指经典乳液聚合体系选用水溶性引发剂,在水中分解成初级自由基,引发溶于水的微量单体,在水相中增长成短链自由基,难溶于水的单体其短链自由基只增长少数
,就被沉析出来,与初级自由基一起被増溶胶束捕捉,引发其中的单体聚合而成核的过单元(<4)
程。
,由于静电作用而(2)均相成核是指在过饱和溶液,组成沉淀物质的离子(又称构晶离子)
缔合,自发的形成晶核的过程。一般而言,均相成核的能力(形成晶核的数目)是随着溶液过饱和程度的増大而増大的。
3. 聚合物的无规降解
【答案】聚合物的无规降解是指聚合物在热的作用下,大分子链发生任意断裂,使聚合度降低,形成低聚体,但单体收率很低(一般小于
4. 塑料 )的热降解。
,【答案】塑料是以高分子化合物为基材,填加助剂(如增塑剂、润滑剂、填料和抗氧剂等)
经混炼、造粒所制成的可以进行塑性加工的高分子材料。
5. 链终止反应
【答案】链终止反应是指链自由基与链自由基结合为大分子的反应。
6. 理想共聚
【答案】理想共聚是指的共聚反应,分为两种情况:
是一种极端的情况,表明两链自由基均聚和共聚增长几率完全相等,此时,不论
原料单体组成和转化率如何,共聚物组成总是与单体组成相同,称为理想恒比共聚;
或
应的倾向完全相同。
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
为一般理想共聚,表明不论何种链自由基与单体Ml 及M2反应时,反
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. 向单体转移常数
【答案】
向单体转移常数是链自由基向单体转移反应的速率常数
的比值,即
9. 不平衡缩聚
【答案】不平衡缩聚是逆反应的速率很小,几乎为零,可认为是能够进行到底的缩聚反应。
10.光学异构、几何异构和构象异
【答案】分子式相同,但是原子互相联结的方式和顺序不同,或原子在空间的排布方式不同的化合物叫做异构体。异构体有两类:一是因结构不同而造成的异构现象叫结构异构(或称同分
;异构)二是由于原子或原子团的立体排布不同而导致的异构现象称为立体异构。根据导致立体异构的因素不同,立体异构又分为:光学异构,即分子中含有手性原子(如手性,使物体与其)
镜像不能叠合,从而使之有不同的旋光性,这种空间排布不同的对映体称为光学异构体;几何异构(或称顺、反异构)是指分子中存在双键或环,使某些原子在空间的位置不同,从而导致立体
;光学异构和几何异构均为构型异构。结构不同(例如聚丁二烯中丁二烯单元的顺式和反式构型)
除非化学键断裂,这两种构型是不能相互转化的。构象异构:围绕单键旋转而产生的分子在空间上不同的排列形式叫做构象。由单键内旋转造成的立体异构现象叫构象异构。和构型一样,构象也是表示分子中原子在空间的排布形式,不同的是构象可以通过单键的内旋转而互相转变。各种异构体一般不能分离开来,但当围绕单键的旋转受阻时也可以分离。
,表征链自由基向单体转移的难易程度。 与链增长反应速率常数
二、问答题
11.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。
12.当前已研发出的茂金属催化剂有很多种,若将其用于工业化生产,还需解决哪些重要问题。
【答案】有待研宄解决科学技术问题主要有:催化剂的负载化,复制催化剂的颗粒形态,降低比以降低生产成本,将高效催化剂用于气相流化床反应器,以及解决窄分布聚烯烃的加工等问题。
13.以为引发剂,为共引发剂,形成活性单体的反应为慢反应,终止方式为自发终止,写出异丁烯阳离子聚合有关的化学反应方程式,并推导聚合速率方程。
【答案】(1)有关的化学反应方程式如下:
(2)推导聚合速率方程:
做稳态假定: