2018年长春工业大学材料科学高等研究院821高分子物理与化学之高分子化学考研基础五套测试题
● 摘要
一、名词解释
1. 高分子效应、硫化反应、无规断链反应、自降解型高分子、绿色高分子
【答案】(1)高分子效应:聚合物本身的结构对其化学反应性能的影响称为高分子效应。这个效应是由高分子链节之间的不可忽略的相互作用引起的。
(2)硫化反应:含有双键的弹性体在商业上多用硫或含硫有机化合物交联,因此橡胶工艺中硫化和交联是同义词。
(3)无规断链反应:有的聚合物(如聚乙烯)受热时,主链任何处都可能断裂,相对分子质量迅速下降,但单体产率很低,称为无规断链反应。
(4)自降解型高分子:分为生物降解和光降解两类。前者易被自然界中的微生物或动植物体内的酶分解或代谢,后者能被光(主要是紫外光)分解,是环境友好材料。
(5)绿色高分子:包括高分子本身与如何应用及处理两个方面,具体是指高分子的绿色合成和绿色高分子材料的合成与应用,前者是指高分子合成的无害化以及对环境的友好,后者是指可降解高分子材料的合成与应用以及环境稳定高分子材料的回收与循环使用。
2. 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。
3. 偶合终止反应
【答案】偶合终止反应是指两个链自由基相互碰撞,链自由基的活性消失结合为一个大分子的反应。
4. 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。
5. 配位聚合和插入聚合
【答案】配位聚合是指单体分子首先在活性种的空位处配位,
形成某些形式
物。随后单体分子插入过渡金属
体对增长链
键的插入反应,
所以又常称插入聚合
的配位络合
键中增长形成大分子的过程。这种聚合本质上是单
6. 配位聚合
【答案】配位聚合是指单体分子首先在活性种的空位处配位,
形成某些形式(
合本质上是单体对增长链Mt-R 键的插入反应,所以又称为插入聚合。
)的配位络合物,随后单体分子插入过渡金属(Mt )—碳(C )链中增长形成大分子的聚合过程。这种聚
二、问答题
7. 根据表1所列的数据,试计算聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯及天然橡胶的聚合度。根据这六种聚合物的相对分子质量和聚合度数据来看塑料、纤维和橡胶有什么差别?
表
1
【答案】
表
2
根据以上数据,纤维(涤纶、尼龙-66)相对分子质量最小,约为10000~20000。橡胶(聚丁二烯、天然橡胶)最大,一般在200000以上。塑料(聚氯乙烯、聚苯乙烯)居中。橡胶多为聚二烯烃类化合物,分子的柔性大,分子间作用力小,而纤维常为有氢键作用或结晶性聚合物,而塑料的相对分子质量和分子间作用力居二者之间。
8. 在离子聚合反应过程中,活性中心离子和反离子之间的结合有几种形式?其存在形式受哪些因素的影响?不同存在形式和单体的反应能力如何?
【答案】在离子聚合中,活性中心正离子和反离子之间有以下几种结合方式:
以上各种形式之间处于平衡状态。结合形式和活性种的数量受溶剂性质、温度及反离子等因素的影响。
溶剂的溶剂化能力越大,越有利于形成松对甚至自由离子;随着温度的降低,离解平衡常数(K 值)变大,因此温度越低越有利于形成松对甚至于自由离子;反离子的半径越大,越不易被溶剂化,所以一般在具有溶剂化能力的溶剂中随反离子半径的增大,形成松对和自由离子的可能性减小;在无溶剂化作用的溶剂中,
随反离子半径的增大
之间的距离增大。
活性中心离子与反离子的不同结合形式和单体的反应能力顺序如下:
共价键连接的一般无引发能力。
9.
引发丙烯酸酯类单体聚合,能否获得高相对分子质量聚合物或活性聚合?试用反应方程
【答案】一般不能形成高相对分子质量的聚合物,
也难以获得活性聚合。因为
幾基结果如下:
(1
)攻击酯基上的羰基,
导致引发剂失活。以为例:
即使是甲基-
乙烯基酮可被剩余的
(2
)带负电荷的增长链进攻引发聚合,结果也形成混杂结构的低聚物。 首先进攻之间的库仑引力减小式表达并分析其原因。 的羰基:
结果导致链终止,并使相对分子质量下降。
(3)带负电荷的増长链向邻近酯基上的酯基“回咬”,形成环状低聚物: