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2017年福州大学化学化工学院822高分子化学与物理考研仿真模拟题

  摘要

一、名词解释

1. 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;

应的倾向完全相同。

2. 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

3. 引发剂的引发效率f

4. 平均官能度与摩尔系数

【答案】平均官能度指反应体系中平均每一分子上带有的能参加反应的官能团(活性中心)的数目。当量系数是指起始两种官能团总数之比,其值小于或等于1。

5. 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

;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。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。

)的热降解。 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【答案】引发剂的引发效率f 是指分解的引发剂用于引发单体占分解的引发剂的百分率。

6. 定向聚合和

程。聚合 聚合通常是指采用型引发剂的任何单体的聚合或共聚合,所得聚合物【答案】定向聚合和有规立构聚合是同义语,二者都是指形成有规立构聚合物为主的聚合过可以是有规立构聚合物,也可以是无规聚合物。它经常是配位聚合,但不一定都是定向聚合。

二、问答题

7. 悬浮聚合法生产聚氯乙烯时,为什么常采用高活性和中活性引发剂并用的引发体系?

【答案】氯乙烯悬浮聚合时所得聚氯乙烯的相对分子质量与几乎与引发剂浓度无关。相对分子质量主要由单体链转移来决定,聚氯乙烯的分子量主要由温度控制。氯乙烯悬浮聚合是非均相本体聚合,在转化率较低时就出现反应自动加速。如选用高活性引发剂,引发剂浓度随反应的进行显著下降。这样由于正常聚合速率的衰减与自动加速所造成的速率上升相互补偿使反应可匀速进行。但是到聚合后期,由于高活性引发剂浓度降得很低,导致聚合速率急剧下降不能由自动加速部分来互补,这样要获得高转化率势必要延长聚合时间;与中活性引发剂并用,可使聚合反应在后期也具有较高的聚合速度,从而可在较短时间内完成聚合反应。

8. 两种单体进行自由基共聚时试分析该对单体的共聚反应类型及共聚物中两种单体的排列方式,若要指定生产具有某一

【答案】无恒比点非理想共聚,如

9. 各举1例说明高分子试剂、和高分子基质的不同。

【答案】高分子试剂和高分子催化剂都是将功能基团或催化剂基团结合到高分子链上,分别作为试剂或催化剂使用。而高分子基质是将准备受反应的低分子基质结合到高分子链上。举例如下。

(1)过酸取代的聚苯乙烯高分子试剂体,这里具体指的是聚苯乙烯母体。

(2)以氯甲基苯乙烯作载体的氨基酸取代物

10.请指出在什么条件下自由基聚合反应速率【答案】(1)热聚合时

(2)双基终止时

反应。

(4)单基终止时聚合速率对引发剂浓度为1级反应。

聚合速率对引发剂浓度为0级〜0.5级反(5)选用偶氮苯三苯甲烷引发剂时与引发剂浓度的反应级数为(1)0级;(2)可用来使烯烃环氧化。代表聚合物母值的共聚物,应如何控制共聚反应的进行? 补加活泼单体 0.5级;(3)0.5级一1级;(4)1级;(5)0级〜0.5级。 聚合速率与引发剂浓度无关。 聚合速率对引发剂浓度为0.5级反应。 聚合速率对引发剂浓度为0.5级〜1级(3)单基终止、双基终止兼而有之时

应。

11.如何表示聚合物相对分子质量的多分散性?试分析聚合物相对分子质量多分散性存在的原因?

【答案】(1)相对分子质量的多分散性可以用相对分子质量的分布系数和相对分子质量分布

曲线表示。相对分子质量分布系数以质均相对分子质量和数均相对分子质量的比值

示。对于相对分子质量均一的聚合物来表比值越大,表示该聚合物试样相对分子质量分布越宽。相对分子质量分布曲线是将聚合物试样分成若干级分,测定每一级分的相对分子质量,计算每一级分的质量分数,以相对分子质量为横坐标,各级分的质量分数为纵坐标作图,得到的一条曲线。由曲线的陡缓可知聚合物试样的相对分子质量分布情况。若曲线比较陡,两端拖尾比较短,表明该聚合物试样相对分子质量分布比较窄;反之,若曲线比较缓,两端拖尾比较长,表明该聚合物试样相对分子质量分布比较宽。

(2)聚合物相对分子质量多分散性产生的原因是合成聚合物的聚合反应历程比较复杂,聚合物难以提纯。

12.何谓聚合物官能团的化学转化?在聚合物官能团的化学转化中,影响官能团转化的因素是什么?官能团的转化率一般为多少?

【答案】(1)由于高分子的化学反应是通过官能团的化学转化而实现的,所以又可以将聚合物的化学反应称为聚合物官能团的化学转化。

(2)官能团转化的影响因素:扩散因素的影响、邻近基团的影响和相邻官能团成对反应的限制。

(3)因为聚合物的化学反应的复杂性,官能团的转化率一般为

13.发现的茂金属催化剂是 中文译名常称茂金属催化剂,试根据中文译名

和原则说明这一名称的由来。 【答案】按照对芳环结构的中文译名原则是将英文俗称译音字之上加草头,

译作苯和萘,为环戊二烯,戊上加草头则译作茂,再依照有机金属化合物的译

名是有机基在前无机元素在后,故称为茂错催化剂。

14.若用高能辐射来引发聚合反应,产生自由基的速度仅决定于辐射剂量而与温度无关,辐射生成的自由基活性很高,引发效率厂可接近或等于1。如某单体的聚合反应由高能辐射引发,且单体在聚合中链终止方式是偶合终止、仅有活性链向单体链转移反应存在。试问:

(1)若聚合反应处于稳态,试推导聚合反应速率、数均聚合度和动力学链长的定量关系式。

(2)讨论加速反应同时提高聚合物相对分子质量的各种因素。

(3)要确定在这一聚合反应中,单体转移终止在总终止反应中所占的比例,应测定哪些数据?

【答案】(1)在辐射聚合反应中,产生最初活性链的速率