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2017年江苏省培养单位苏州纳米技术与纳米仿生研究所822高分子化学与物理之高分子化学考研强化模拟题

  摘要

一、名词解释

1. 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。

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. 结构单元

【答案】结构单元是重复单元中包括的更小的、不能再分的结构单位。

4. 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。

5. 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

6. 聚合度变小的化学反应 度变小的化学反应。

)的热降解。

【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

二、问答题

7. 在自由基聚合反应中,何种条件下会出现反应自动加速现象。试讨论其产生的原因以及促使其产生和抑制的方法。

【答案】(1)自动加速现象的条件:

①本体聚合和添加少量溶剂的溶液聚合等反应往往会出现反应自动加速现象。造成自动加速现象的原因是随着反应的进行,体系黏度渐增或溶解性能变差,造成变小,活性链寿命延长,体系活性链浓度增大。

②在非均相本体聚合和沉淀聚合中,由于活性链端被包埋,链终止反应速度大大下降,也会出现明显的自动加速现象。

③在某些聚合反应中,由于模板效应或氢键作用导致kp 增大,亦会出现反应自动加速。 (2)自动加速现象产生的原因及促使其产生和抑制的方法:反应的自动加速大多由于体系中单位时间内引发的链和动力学终止的链的数目不等造成活性链浓度不断增大所致。若能调节引发剂的种类和用量,使引发产生新链的速度亦随转化率增加而递减,则可抑制反应自动加速。此外,选用良溶剂、加大溶剂用量、提高聚合温度或适当降低聚合物的相对分子质量等,都会减轻反应自动加速程度。反之,则可使自动加速现象提前发生。例如在甲基丙烯酸甲酯本体聚合时添加少量聚甲基丙烯酸甲酯,由于聚合物溶于单体,提高了聚合体系的黏度,导致自动加速现象提高发生,从而可缩短聚合时间。

8. 从单体出发制备维尼纶。并指出每一步反应类型。

【答案】(1)自由基聚合反应:

(2)醇解反应:

(3)缩醛化反应:

9. 为什么说平均相对分子质量、高分子微结构、热转变温度是表征聚合物的最重要的三个指标?

【答案】(1)很大的相对分子质量是聚合物的性质不同于小分子的根本原因。相对分子质量的大小影响聚合物的强度、硬度、黏度、抗化学性等许多重要性质。

(2)小分子的性质只由化学组成决定,而高分子的性质除化学组成外,还在很大程度上受四个不同结构层次因素的影响,几乎每个结构层次都有影响。

(3)热转变温度决定了聚合物的加工温度和使用温度范围,这是聚合物得以应用的最关键的性质。

10.如果某一自由基聚合反应的链终止反应完全是偶合终止,估计在低转化率下所得聚合物的相对分子质量的分布指数是多少?在下列情况下,聚合物的相对分子质量分布情况会如何变化?

(1)加入正丁基硫醇作链转移剂; (2)反应进行到高转化率; (3)和聚合物分子发生链转移; (4)存在自动加速效应。

【答案】根据概率论推导,当链终止全部为偶合终止时,其数均聚合度为

重均聚合度为

在低转化率下,预计聚合物的相对分子质量分布指数为1.5。

(1)加入正丁基硫醇作链转移剂,平均分子量下降,估计相对分子质量分布指数为2。 (2)反应进行到高转化率,由于出现自动加速效应连同聚合后期子质量分布指数显著增大。

(3)和聚合物分子发生链转移会加宽相对分子质量分布。 (4)会使相对分子质量分布变宽。

11.试讨论自由基聚合反应中温度对聚合反应速率的影响。

【答案】在自由基聚合反应中,温度对聚合反应速率的影响是通过温度对体现的。

根据

分别为

稳态下自由基聚合的速率方程为

总速率常数

对热分解型引发剂

在这种情况下,温度每升高对氧化还原引发剂,

由于

小。

对光聚合或辐射聚合,因为无引发剂所以影响更小。

对存在自动加速的聚合反应,其自动加速程度和温度有关。这时温度对反应速度的影响比较复杂。

12.乙酸乙烯酯聚合、水解和丁醛反应得到可溶性聚合物:

(1)是否可以先水解再聚合?

(2)这三步反应产物各有什么性质和用途?

的降低,使相对分

的影响来

表观总活化能

故E

约为

聚合速率约増加2〜3倍。 为

此时温度对反应速率的影响较此时反应温度对反应速度的