2017年安徽建筑大学材料加工工程913高分子化学考研冲刺密押题
● 摘要
一、计算题
1. 用溶液缩聚法制取聚碳酸酯时,在严格控制原料等量比和纯度的前提下,要控制产物相对分子质量为50000, 需加入苯酚量为多少?写出反应方程式。
【答案】聚碳酸酯平均聚合度当
时,
得
所以需要加入物质的量比为0.026的苯酚。
2. 醋酸乙烯在60°C 以偶氮二异丁腈为引发剂进行本体聚合,其动力学数据如下
:
偶合终止占动力学终止的
试求所得聚醋酸乙烯的【答案】
3. 计算并绘出等物质量的己二酸己二胺在反应程度为0.99和0.995时的聚合度分布曲线,并比较两者相对分子质量分布的的宽度。
【答案】已知
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根据Flory 分布函数,聚合度为x 的聚合物的数均分布函数是
聚合度为x 的聚合物的重均分布函数是
P=0.99时
表
1
P=0.995时
表
2
反应程度高的,其相对分子质量分布要宽些,见图1和图2。
图
1
图2
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4. 聚酰胺有脂肪族和芳香族之分,为什么合成前者通常采用熔融缩聚,而合成后者采用溶液缩聚?比较两种缩聚实施方法的优缺点以及应用范围。
【答案】因为后者的溶点太高。 熔融缩聚的优点:
体系中组分少,设备利用率高,生产能力大。
反应设备比较简单,产
品比较纯净,不需后处理,可直接用于抽丝、切拉、干燥、包装。
熔融缩聚的缺点:要求生产高相对分子质量的聚合物时有困难。因为要尽可能地排除小分子,要求复杂的真空系统,而且要求设备的气密性非常好,一般不易做到。量比例严格,条件比较苛刻。
要求官能团物质的
长时间高温加热会引起氧化降解等副反应,对聚合物相对分子质
时,才能考虑采用熔融缩聚,因此熔融缩聚
量和聚合物的质量有影响。为了避免生成的聚合物氧化降解,反应必须在惰性气体(水蒸气、氮气、二氧化碳)中进行。当聚合物熔点不超过不适合制备耐热聚合物。
熔融缩聚法应用很广,如合成涤纶、酯交换法合成聚碳酸酯、聚酰胺等。 溶液缩聚的优点
:
溶液缩聚反应温度较低。溶液缩聚反应温度一般为为
反应设备简单。
溶液缩聚的缺点:溶剂的引入使设备利用率降低,溶剂的回收和处理使工艺过程复杂化。溶剂会带来一些副反应。
溶液缩聚工业应用实例:一些新型的耐高温缩聚物,如聚砜、尼龙-66、聚苯醚、聚酰亚胺以及油漆、涂料的生产。
5. 讨论并比较线形缩聚反应、自由基聚合反应所得聚合物的多分散系数(
【答案】线形缩聚中,如P 为某给定官能团的反应程度,用概率法得
所以
因缩聚反应中
故
)。 有时甚至
由于反应温度低,
需采用高活性单体。溶液缩聚往往没有平衡问题,不需要真空操作,
自由基聚合中,如P 为增长链增长概率,用概率法得低转化率稳态下
歧化或经链转移生成大分子偶合生成大分子
由于引发剂陆续分解,大分子瞬间生成,随着转化率的提高,各种链转移随机发生,同时各种物料浓度和反应速度常数也在变化,反应还会出现自动加速等情况,故所得最终产物的可大到几十。
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