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2017年长江大学油气田应用化学819高分子化学及物理考研导师圈点必考题汇编

  摘要

一、名词解释

1. 引发效率

【答案】引发效率是指引发剂分解后,用来引发单体聚合的这部分引发剂占引发剂分解或消耗总量的分数。另一部分引发剂则因诱导分解和笼蔽效应而损耗。

2. 合成高聚物

【答案】合成高聚物是指单体经聚合反应合成的高分子化合物。

3. 阳离子聚合

【答案】阳离子聚合是增长活性中心为带正电荷的阳离子的连锁聚合。

4. 界面聚合

【答案】界面聚合是指将两种互相作用而生成高聚物的单体分别溶于两种互不相溶的液体(通常是水和有机溶剂)中,形成水相和有机相,当两相接触时,在界面处发生聚合而生成高聚物的一种聚合方法。界面缩聚限用活性高的单体,室温下就能聚合。界面缩聚属于扩散控制,应有足够的搅拌强度,保证单体及时传递。

5. 环氧化合物

【答案】环氧化合物是三节环醚又称为环氧化合物或氧化烯,如环氧乙烷又称为氧化乙烯,环氧丙烷又称为氧化丙烯。

6. 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。

二、问答题

7. 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。

8. 何为活性聚合物?为什么阴离子聚合可以实现活性聚合?

【答案】活性聚合物是指在链增长反应中,活性链直到单体全部耗尽仍保持活性的聚合物,再加入单体还可继续引发聚合,聚合物的相对分子质量继续增加。在阴离子聚合反应中,带相同电荷的活性链离子不能发生双基终止; 活性链负碳离子的反离子常为金属离子,而不是原子团,它一般不能夺取链中的某个原子或而终止;活性链通过脱去发生链终止又很困难,所以当体系中无引起链转移或链终止的杂质时,一般都可获得无终止聚合,即活性聚合。

9. 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

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。

10.写出下列各对聚合物的聚合反应方程式,注意它们的区别。

(1)聚丙烯酸甲酯和聚醋酸乙烯酯;

(2)聚己二酰己二胺和聚己内酷胺;

(3)聚丙烯腈和聚甲基丙烯腈。

【答案】⑴

(2)

(3)

11.热降解有几类?简述聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA )、聚苯乙烯(PS ), 聚乙烯(PE )热降解的机理特征?

【答案】(1)热降解主要有解聚、无规断链、基团脱除三类。

(2

)从不饱和端基开始解聚,逐一脱除单体,聚合度逐渐降低,时PMMA 可以全部解聚成单体。解聚是聚合物在降解反应中完全转化为单体的过程,相当于聚合物的逆反应。凡主链碳-碳键断裂后生成的自由基能被取代基所稳定,并且碳原子上无活泼氢的聚合物,一般都能按解聚机理进行热降解。

聚苯乙烯受热降解是解聚和断链的混合型,

甲苯、乙苯、甲基苯乙烯,以及二、三、四聚体;热解,产生约单体,伴有少量苯乙烯。

的高温裂解,则可得

聚乙烯受热时,大分子链可能在任何处直接无规断裂,聚合度迅速下降。聚乙烯断裂

后形成的自由基活性高,经分子内“回咬”转移而断链,主要产物为不同聚合度的低分子产物,较少形成单体。无规断链是聚合物受热时,主链发生随机断裂,相对分子质量迅速下降,产生各种低分子产物,几乎不生成单体。凡主链碳-碳键断裂后生成的自由基不稳定,且碳原子上具有活泼氢原子的聚合物易发生这种无规断链反应。

12.为什么说大分子的微观结构、平均相对分子质量和热转变温度是表征聚合物性能的重要指标?

【答案】大分子的微观结构是指聚合物的一次结构和二次结构。

一次结构是与聚合物的结构单元有关的结构。它包括结构单元的化学组成、结构单元的序列结构和结构单元的构型。由于结构单元的化学组成不同,才构成了品种繁多的聚合物,聚合物的种类就是以结构单元的化学组成为基础而划分的。在自由基聚合过程中,由于聚合反应的复杂性、结构单元连接概率的关系,虽然大部分结构单元是以“头一尾”连接,但也有部分结构单元是以“头一头”或“尾一尾”

连接。烯烃由于结构单元上的取代基在空间的排列方式不同造成立体异构体全同立构体、间同立构体和无规立构体,二烯烃聚合时,除1, 2加成和3, 4加成外,还有1, 4加成、1,2加成、3,4加成同样可形成全同立构体、间同立构体和无规立构体。1,4加成形成的大分子中有顺式和反式异构体。

二次结构是涉及单个大分子的构象的结构。构象和构型不同,构型属于一次结构的范畴,构象是属于二次结构的范畴。二次结构的运动单元不是单个重复单元,也不是整个大分子,而是由若干重复单元形成的链段。线型大分子可以处于伸展的链、无规线团、折叠链和螺旋链;支化交联大分子可以是支化链、星型链、梳型链和交联的链。聚合物的结构对聚合物的性能的影响很大,