有关高分子化学考试复习题

聚合物化学综述一、问答1.与低分子化合物相比，高分子化合物的特点是什么？答：聚合物的分子量很大。分子通常具有许多相同且简单的结构，这些结构通过共价键反复连接。即使是“纯”聚合物化合物也是具有相同化学组成、不同分子量和不同结构的同源聚合物的混合物。它具有分子量和结构的多分散性。高分子化合物的结构非常复杂，需要用一级、二级和三级结构来描述。一级结构是指包含在大分子链中的结构单元和相邻结构单元的三维排序。二级结构是指单个大分子链的构象或聚集类型。立方结构是指大分子排列形成复杂的聚合物聚集体。2.有几种方法可以表达聚合物的分子量。写出他们的数学表达式。答：重均分子量：数均分子量粘均分子量Z平均分子量(具体数学表达式请参见本书第9页)3.简述分步聚合的主要特点。答：没有连锁起始、成长或终止。每一步的速率和活化能基本相同。单体低聚物和缩聚物可以在任何物种之间缩聚，使链在没有任何活性中心的情况下生长。在聚合的初始阶段，所有单体聚合成低聚物，然后低聚物缩合成高聚物。转化率变化不大，反应程度逐渐增加。延长聚合时间，增加分子量；由于平衡的限制、两个基团的数目不相等以及温度太低，缩聚被中止。一旦这些因素消除，缩聚可以继续。4.简述线性缩聚的渐进机理和转化率与反应程度的关系。答：渐进的特点体现在：在缩聚过程中，单体聚合成低聚物，如二聚体、三聚体和四聚体。低聚物可以进一步相互反应。在短时间内，单体转化率很高，但基团的反应程度很低，聚合度缓慢增加。直到反应程度非常高，聚合度增加到期望值。在缩聚过程中，该体系由一系列分子量不断增加的中间产物组成。反应程度是参与反应的基团数与初始基团数的分数，初始基团是指官能团。转化率是参与反应的单体与初始单体的比例。对于单体，当转化率为100%时，反应程度可为50%。5.影响线性缩聚物聚合度的因素有哪些？如何控制化学计量不同的两种单体的聚合度？答：反应程度、平衡常数、基团数比。两种单体的化学计量不相等实际上是基团数比的问题。对于2-2体系，可以在等基团比的基础上稍微过量控制一些单体的聚合度，也可以加入单官能物质进行封端。6.身体缩聚的基本条件是什么？聚合物的特性是什么？如何计算平均功能？答：平均官能度大于2，即当有凝胶点时可以得到休缩聚。特点：三维网络结构，不熔化，不溶解。阅读34-35页7.丙烯和甲基丙烯酸甲酯都含有烯丙基氢。为什么前者的自由基聚合只能得到低分子量的化合物，而后者的自由基聚合可以得到高分子量的聚合物？答：在丙烯的自由基聚合过程中，很容易发生向烯丙基氢的弱链转移。因此，在自由基聚合过程中只能获得低聚物。甲基丙烯酸甲酯也有烯丙基的碳氢键，但链转移不会减弱，因为酯基对自由基有稳定作用，降低了链转移活性。8.低密度聚乙烯通常含有支链丁基和乙基。尝试用反应公式来解释这些分支是如何形成的。为什么高压聚乙烯的密度低于低压聚乙烯？Ans答：有四个基本假设：假设链转移不起作用，链转移只会降低聚合度，不会影响聚合速率；(2)等活性假设，解决了链自由基的活性随链长变化的问题，使每一步生长反应的速率常数相等。(3)稳态假设，可以消除m；(4)假设聚合物的聚合度非常高，可以忽略Ri，使得总聚合速率等于链增长速率。10.自动加速现象的原因是什么？促进其产生和抑制的方法有哪些？答：自动加速现象主要是由系统粘度增加引起的。双基终端由扩散控制。当体系粘度随转化率增加后，链终止过程中的链段重排被阻断，活性端基被嵌入，双碱基终止困难，链终止速率常数降低。然而，体系粘度不足以阻碍单体扩散，且链增长速率常数的变化不大，因此kp/kt1/2增加了近7-8倍，导致显著加速。不良溶剂会加剧自动加速现象。沉淀聚合、乳液聚合、气相聚合、交联聚合、固相聚合等。所有这些都对链自由基有嵌入作用，并会产生自动加速现象。11.当氯乙烯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和醋酸乙烯酯聚合时，会出现自动加速现象。四者之间有什么区别？12.解释分步聚合反应和自由基聚合反应的主要特点及其区别。8解释分步聚合反应和自由基聚合反应的主要特点及其区别。答：请看书中75页的表格。13.动态链长的定义是什么？与平均聚合度有什么关系？链转移反应对动力学链长和聚合度有什么影响？举例说明了链转移反应在控制聚合度方面的工业应用。答：在聚合动