高分子化学习题及答案(5)

2025-08-05

5. 7. 9. 11. 20. 5 22. 10 24. 15 26. 20 6. 8. 10. 12. 21. 1.62 23. 1.14 25. 0.80 27. 0.65 求此温度下溶剂甲苯的Cs; 要制得平均聚合度为21000的聚苯乙烯,[S]/[M]应为多少?

18. 一个双基终止的自由基聚合反应,经实验测定,在形成聚合物后,平均每个大分子含1.3个引发剂残基,求歧化终止和偶合终止各占多少百分比? 19. 一自由基聚合体系中,共有2×107个链自由基,终止后,其中1×107个链长等于10000,在该1×107个链自由基中有5×106个终止前发生了五次链转移,另外5×106个发生了两次链转移。还有1×107个,其动力学链长等于20000,其中50%为偶合终止,50%为歧化终止。试问在此聚合体系中共有多少个聚合物大分子?它们的平均聚合度是多少?

20. 下列哪一种方法对增加聚合物的生成速率有利:a、增加温度 b、增加引发剂浓度。 21. 如果数均聚合度等于动力学链长,问自由基聚合中的链终止机理是什么?

第四章 离子型聚合

1. 试从单体、引发剂、聚合方法及反应的特点等方面对自由基、阴离子和阳离子聚合反应进行比较。

2. 解释下列概念。

(1) 活性聚合物 (2)遥爪聚合物 (3)计量聚合 (4)异构化聚合 3. 在离子聚合反应过程中,能否出现自动加速现象?为什么?

4. 在离子聚合反应中,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?

5. 为什么阳离子聚合反应一般需要在很低温度下进行才能得到高分子量的聚合物? 6. 为什么进行离子型聚合反应时需预先将原料和聚合容器净化、干燥、除去空气并在密封条件下进行?

7. 比较逐步聚合、自由基聚合、阴离子聚合的

(1) (1) 转化率和时间的关系;

(2) (2) 聚合物相对分子质量与时间的关系。

8. 写出4-甲基-1-戊烯和3-乙基-1-戊烯在较低温度下的聚合反应机理。

9. 以硫酸为引发剂,使苯乙烯在惰性溶剂中聚合。如果链增长反应速率常数kp=7.6

-2-1

L/mol·S,自发链终止速率常数kt=4.9×10/S,向单体链转移的速率常数ktr,m=1.2×10 L/mol·S,反应体系中单体的浓度为200g/L。计算聚合初期形成聚苯乙烯的数均相对分子质量。

10. 搅拌下依次向装有四氢呋喃的反应釜中加入0.2mol n-BuLi和20kg苯乙烯。当单体聚合一半时,向体系中加入1.8g水,然后继续反应。假如用水终止的和继续增长的聚苯乙烯的分子量分布指数均是1,试计算:

(2) (1) 水终止的聚合物的数均相对分子质量;

(3) (2) 单体完全聚合后体系中全部聚合物的数均相对分子质量; (4) (3) 最后所得聚合物的相对分子质量分布指数。

11. 正丁基锂为引发剂,环己烷为溶剂,合成线型三嵌段共聚物SBS。单体总量是150g。丁基锂环己烷溶液的浓度为0.4mol/L。单体的转化率为100%。若使共聚物的组成(苯、丁比)为S/B=40/60(重量比),数均相对分子质量1×105。试计算需丁二烯和苯乙烯各多少克,需丁基锂溶液多少毫升?

12. 写出用阴离子聚合方法合成四种不同端基(—OH、—COOH、—SH、—NH2)的聚丁烯遥爪聚合物的反应过程。

第五章 配位聚合

1. 简要解释以下概念和名词

36

① 配位聚合和插入聚合

② 有规立构聚合和立构选择聚合 ③ Ziegler-Natta聚合和定向聚合 ④ 光学异构、几何异构和构象异构

2. 在Ziegler-Natta催化剂引发а-烯烃聚合的理论研究中曾提出过自由基、阳离子、络合阳离子和阴离子机理,但均未获得公认。试对其依据和不足之处加以讨论。 3. 聚乙烯有几种分类方法?这几种聚乙烯在结构和性能上有何不同?它们分别是由何种聚合方法生产的?

4. 丙烯进行本体气相聚合,得聚丙烯 98克,产物经沸腾庚烷萃取后得不溶物90克。试求该聚丙烯的全同聚合指数。这种鉴定方法可否用于其它立构规整聚合物?

5. 乙烯、丙烯以TiCl4/Al(C6H13)3在己烷中进行共聚合。已知 rE=3.36,rP=0.032,若预制得等摩尔比的乙丙橡胶,初始配料比应是多少?

6. 丁二烯进行自由基、阴离子聚合时,指出决定1,2结构、顺式1,4和反式1,4结构的反应条件,说明溶剂和反离子对聚合物微观结构的影响。丁二烯用Ziegler-Natta催化剂聚合可形成几种立构规整聚丁二烯? 1. 7. 为改善а-TiCl3/AlEtCl2体系催化丙烯聚合的引发活性和提高聚丙烯的立构规整度,

常添加哪些第三组份?如何确定这种第三组份的用量和加料顺序?

2. 8. 简述Natta的双金属机理和Cossee-Arlman的单金属机理的基本论点、不同点和各

自的不足之处。

第六章 无

第七章 共聚合

1. 无规、交替、嵌段、接枝共聚物的结构有何差异?在这些共聚物名称中,对前后单体的位置有何规定?

2. 试讨论二元共聚物组成微分方程的适用范围。 3. 何为竞聚率?它的物理意义是什么?

4. 单体M1和M2进行共聚,r1 = 0,r2 = 0.5,计算并回答:

(1) (1) 合成组成为M2〈M1的共聚物是否可能?

(2) (2) 起始单体组成为f1O = 0.5共聚物组成F1为多少?

(3) (3) 如要维持⑵中算得的F1,变化不超过5%,则需控制转化率为多少? 5. 在共聚反应中,单体对的竞聚率如下: r1 r2 0.05 0.10 0.01 0.01 0.01 0 0 0 0.2 5 4 0.25 示意画出各对单体形成的共聚物的组成曲线。f1O =0.5时,低转化率阶段的F2约为多少? 6. 为什么要对共聚物的组成进行控制?在工业上有哪几种控制方法?它们各针对何种聚合体系?各举一例加以说明。

7. 为了改进聚氯乙烯的性能,常将氯乙烯(M1)与醋酸乙烯(M2)共聚得到以氯乙烯为主的氯醋共聚物。已知在60℃下上述共聚体系的r1=1.68,r2=0.23,试具体说明要合成含氯乙烯重量分数为80%的组成均匀的氯醋共聚物应采用何种聚合工艺?

8. 考虑苯乙烯(M1)和丙烯酸甲酯(M2)在苯中进行共聚合:[M1]0=1.5mol/L,[M2]0=3.0mol/L。

-4

(1) (1) 如果聚合温度为60℃,用BPO引发,[BPO]0为5.0×10mol/L,那么

起始共聚物的组成为多少

-5

(2) (2) 如果体系中有5.0×10mol/L的正丁基硫醇存在,则起始共聚物的组成

为多少?

(3) (3) 如用正丁基锂或BF3与少量水引发,则共聚物组成如何变化?

9. 温度、溶剂对自由基共聚的竞聚率有何影响?竞聚率在共聚过程中有无变化?对离子共聚的竞聚率又如何影响?

10. 在自由基共聚合反应中,苯乙烯的相对活性远大于醋酸乙烯。当醋酸乙烯均聚时如果

37

加入少量苯乙烯,则醋酸乙烯难以聚合。试解释发生这一现象的原因。

11. 甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、醋酸乙烯、丙烯腈、马来酸酐与丁二烯共聚,试以交替倾向的次序排列上述单体,说明原因。

12. 苯乙烯、丙烯腈和丁二烯进行三元溶液共聚,起始浓度分别为0.47、0.47、0.06mol/L。试求三元共聚物的起始组成。

13. 试述Q、e概念,如何根据Q、e值来判断单体间的共聚行为。 14. 单体M1和M2进行共聚,50℃时r1=4.4,r2=0.12,计算并回答:

(4) (1) 若两单体极性相差不大,空间效应的影响也不显著,则取代基的共轭

效应哪个大?

(5) (2) 开始生成的共聚物的摩尔组成M 1和M2各为50%,问起始单体组成是

多少?

15. 醋酸乙烯(M1)3.5mol/L和氯乙烯 (M2) 1.5mol/L在苯溶液中于60℃下以偶氮二异丁腈引发共聚反应,r1=0.23,r2=1.68。试计算;

(1) (1) 起始形成共聚物中二者组成比。 (2) (2) M1 与M2在聚合物中的平均序列长度。 (3) (3) 生成8 M1序列的几率。 16. 下表是几对单体进行自由基共聚时的Q值和e值: e Q 单体对 I. M1 甲基丙烯酸甲酯 M2 偏二氯乙烯 II.M1 丙烯腈 M2苯乙烯 Ⅲ. M1反丁烯二酸二乙酯 M2 异丁烯 0.40 0.36 1.20 -0.80 1.25 -0.96 0.74 0.22 0.60 1.00 0.61 0.033 -0.80 1.00 Ⅳ. M1 苯乙烯 -0.22 0.026 M2醋酸乙烯 根据上述Q、e值,计算或回答下列问题; (1) 以上四组各倾向于哪种共聚类型?

(2) 求第II组的r1和r2值,并计算恒比点时两种单体的投料比。 (3) 对第Ⅲ组所属共聚类型作解释。

(4) 第Ⅳ组单体的均聚速率哪个大?为什么?

第八章 聚合方法

1. 解释下列名词:

种子聚合 临界胶束浓度 乳化 胶束 增溶作用

2. 苯乙烯本体聚合的工业生产分两个阶段。首先于80-85℃使苯乙烯预聚至转化率33-35%。然后流入聚合塔,塔内温度从100℃递升至200℃。最后熔体挤出造粒。试解释采取上述步骤的原因。

3. 简述乳液聚合的机理。单体、引发剂和乳化剂所在的场所。引发、增长和终止情况的场所。胶束、乳胶粒和单体液滴的变化。

4. 试通过三种不同的原料和合成反应制备尼龙-6。

5. 制造尼龙-66时,为了保持己二酸和己二胺的等摩尔比,通常先使二者成盐,然后于o254C(K=254)进行缩聚。若反应在密闭容器中进行,当反应t小时后,测得体系中的水nw=2.5

-1

×10。试写出成盐方程式,并计算所得聚合物的平均聚合度。

6. 单体在储存和运输过程中,常需加入阻聚剂。聚合前用何法除去阻聚剂?若取混有阻聚剂的单体聚合,将会发生什么后果。

7. 界面缩聚体系的基本组分有哪些?对单体有何要求?水相通常为碱性,为什么?聚合

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速率是化学控制还是扩散控制?试举出几种利用界面缩聚法进行工业生产的聚合物品种? 8. 乳液聚合丁苯橡胶有冷热之分。试分别列举一种引发剂体系和聚合条件。单体转化率常控制在60%左右,为什么?

9. 典型乳液聚合的特点是持续反应速度快,反应产物分子量高。在大多数本体聚合中又常会出现反应速度变快分子量增大的现象。试分析造成上述现象的原因并比较其异同。 10. 悬浮聚合时,常需不断搅拌,并加入分散剂。试分析它们对悬浮稳定性的贡献。分散剂有哪几类?它们的作用机理有何不同?

第九章 聚合物的化学反应

1. 聚合物化学反应有哪些特征?与低分子化学反应有什么不同?

2. 根据反应发生前后聚合度和官能团的变化情况,可将聚合物化学反应可分为哪几种类型?

3. 写出聚乙烯氯化反应及氯磺化反应,说明产物的用途。 4. 用化学反应式表示下列各反应: a. 聚乙烯的氯化

b. 1,4-聚异戊二烯的氯化 c. 聚乙烯的氯磺化 d. SBS加氢

5. 聚合物降解有几种类型?热降解有几种情况?评价聚合物的热稳定性的指标是什么? 6. 利用热降解回收有机玻璃边角料时,如该边角料中混有聚氯乙烯杂质,则使MMA的产

率降低,质量变差,试用化学反应式说明原因。

7. 7 列聚合物用哪类交联剂或固化剂进行交联,用方程式表示。

① 乙二醇和马来酸酐合成的聚酯 ② 聚乙烯

③ 氯磺化聚乙烯 ④ 环氧树脂 ⑤ 顺丁橡胶 ⑥ 线型酚醛树脂 ⑦ 聚二甲基硅氧烷

8. 简述下列聚合物的合成方法。

① ABS树脂 ② HIPS树脂

③ SBS热塑性弹性体

④ 端羧基和端羟基聚苯乙烯 8. 试解释下列现象:

① 聚甲基丙烯酸甲酯在碱性溶液中水解速率逐渐增加 ② 聚丙烯酰胺在碱性溶液中水解速率逐渐减小

③ 聚苯乙烯磺化时除生成下面的结构外,还会产生不溶的脆性产物。

10. 引起高分子材料老化的主要因素有哪些?解释2,6-二叔丁基对甲酚的抗氧机理和2-羟基二苯甲酮的光稳定作用机理。

11.а-甲基苯乙烯、聚甲醛、聚乙烯、聚氯乙烯进行热降解反应,分别得到何种产物? 12.聚乳酸为什么可以作为外科缝合线,伤口愈合后不必拆除? 13.为什么不可能制备纯聚乙烯醇缩丁醛?

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