高分子化学期末复习

1、整理课件整理课件高分子化学期末复习高分子化学期末复习高分子化学高分子化学整理课件整理课件高分子化学高分子化学期末考试题型期末考试题型考试形式考试形式 闭卷闭卷 考试时间考试时间90 分钟分钟 一选择题一选择题 (20分，每小题分，每小题2分分)二判断题二判断题 (10分，每小题分，每小题1分分)三填空题（三填空题（20分，每小题分，每小题2分）分）四四 推导题推导题 （10分，共分，共1题）题）五五 计算题（计算题（20分，每小题分，每小题10分）分）六六 论述题（论述题（20分，每题分，每题10分）分）整理课件整理课件主要内容（复习提纲）主要内容（复习提纲）整理课件整理课件整理课件整理课件整

2、理课件整理课件整理课件整理课件高分子的基本概念高分子的基本概念整理课件整理课件高分子的基本概念高分子的基本概念整理课件整理课件整理课件整理课件整理课件整理课件整理课件整理课件玻璃化转变温度，玻璃化转变温度，T Tg g粘流温度，粘流温度，T Tf f结晶熔融温度，结晶熔融温度，Tm整理课件整理课件常用高分子名称常用高分子名称整理课件整理课件5. 5. 写出下列单体的聚合反应式，以及单体、聚合写出下列单体的聚合反应式，以及单体、聚合物的名称。物的名称。a. CH2=CHFb. CH2=C(CH3)2 c. HO(CH2)5COOHe. NH2(CH2)6NH + HOOC(CH2)4COOHCH

3、2-CH2CH2-O|d.整理课件整理课件求下列混合物的数均求下列混合物的数均分子量、质均分子量和分子分子量、质均分子量和分子量分布指数。量分布指数。a、组分、组分A：质量：质量 = 10g，分子量，分子量 = 30 000；b、组分、组分B：质量：质量 = 5g，分子量，分子量 = 70 000；c、组分、组分C：质量：质量 = 1g，分子量，分子量 = 100 000解：数均分子量解：数均分子量38576100000/170000/530000/101510)/(iiiiiiinMmmnMnnmM质均分子量质均分子量468761510100000*170000*530000*10iiiii

4、wMwmMmMwMnM分子量分布指数分子量分布指数 /=46876/38576 整理课件整理课件整理课件整理课件整理课件整理课件整理课件整理课件 平衡缩聚动力学平衡缩聚动力学聚酯化反应在小分子副产物不能及时排出时，逆反聚酯化反应在小分子副产物不能及时排出时，逆反应不能忽视应不能忽视令羟基和羧基等当量，起始浓度为令羟基和羧基等当量，起始浓度为1，t时浓度为时浓度为C COOHHOk1k -1+C OO+ H2O起始起始 1 1 0 0t 时水未排出时水未排出 C C 1C 1C 水部分排出水部分排出 C C 1C nw()2121C1kCkdtdC=水未排出时水未排出时整理课件整理课件()W12

5、1nC1kCkdtdC=根据反应程度关系式根据反应程度关系式()KPP1kdtdP221=1C1CCCNNNP0000=P1C=整理整理:()KnPP1kdtdPw21=水未排出时水未排出时:水部分排出时水部分排出时:总反应速率与反应程度、平衡常数、低分子副产物含量有关总反应速率与反应程度、平衡常数、低分子副产物含量有关整理课件整理课件 缩聚平衡对聚合度的影响缩聚平衡对聚合度的影响()KPP1kdtdP221=正、逆反应达到平衡时，总聚合速率为零，则正、逆反应达到平衡时，总聚合速率为零，则()0KKP2P1K2()0KPP122整理整理整理课件整理课件1KKKP+=解方程解方程P 1 此根无意

6、义此根无意义1KK1KKKP+=代入代入1K1KK11P11Xn+=即即1KXn+=在密闭在密闭体系体系整理课件整理课件减压减压加热加热通通N2, CO2()KnPP1kdtdPw21=平衡时平衡时()KnPP1W2=WnPKP11Xn= ()W2nPKP11=当当 P 1 ( 0.99)时时WnKXn =缩聚平衡方程缩聚平衡方程近似表达了近似表达了Xn、K和和 nW三者之间三者之间的定量关系的定量关系倒置倒置整理课件整理课件f2Pc=+=babbaaiiiNNNfNfNNffcbaccaaNNNfNfN2f整理课件整理课件()21c2frr1P=()21c2f11P=ccaaccfNfNfN

7、整理课件整理课件()21c2frr1P=()21c1f1P=整理课件整理课件nX3111KpXnLmolnnKpnKpXwwwn/10*4100114解： nX整理课件整理课件13. 邻苯二甲酸酐与甘油或季戊四醇缩聚，两种邻苯二甲酸酐与甘油或季戊四醇缩聚，两种基团数相等，试求：基团数相等，试求：a. 平均官能度平均官能度 b. 按按Carothers法求凝胶点法求凝胶点 c. 按统按统计法求凝胶点计法求凝胶点4 . 2233*22*3f解：a、平均官能度：1）甘油： 2）季戊四醇： 67. 2121*42*2fb、 Carothers法： 833. 04 . 222fpc749. 067. 2

8、22fpcc、Flory统计法：1, 1,703. 0)2(12/1rfrrpc1, 1,577. 0)2(12/1rfrrpc1）甘油： 2）季戊四醇： 整理课件整理课件387. 2002. 099. 05 . 1)2002. 0399. 0(2f838. 0387. 222fpc991. 025 . 12002. 0399. 0r999. 02002. 0399. 0399. 0r710. 0)2(12/1frrpc14. (2) 邻苯二甲酸酐：甘油：乙二醇=1.50：0.99：0.002：；整理课件整理课件整理课件整理课件整理课件整理课件整理课件整理课件反应特征反应特征慢引发慢引发、快增

9、长快增长、速终止速终止。转化率与时间转化率与时间分子量与时间的关系分子量与时间的关系整理课件整理课件自由基聚合反应速率的推导自由基聚合反应速率的推导上述式微观动力学方程是在三个假定下推导出来的：上述式微观动力学方程是在三个假定下推导出来的：等活性理论；等活性理论；稳定态；稳定态；聚合度很大。聚合度很大。还在满足以下两个条件的前提下提出来的：还在满足以下两个条件的前提下提出来的：链转移反应对聚合速率没有影响；链转移反应对聚合速率没有影响；单体自由基形成速率很快，对引发速率没有显著影响。单体自由基形成速率很快，对引发速率没有显著影响。整理课件整理课件整理课件整理课件整理课件整理课件整理课件整理课件

10、2. 60过氧化二碳酸二过氧化二碳酸二环己酯在某溶剂中分解，用环己酯在某溶剂中分解，用碘量法测定不同时间的残留引发剂浓度，数据如下，碘量法测定不同时间的残留引发剂浓度，数据如下，试计算分解速率常数试计算分解速率常数(s-1)和半衰期和半衰期(h)。解：过氧化二碳酸二环己酯的分解反应为一级反应，引发剂浓解：过氧化二碳酸二环己酯的分解反应为一级反应，引发剂浓度变化与反应时间的关系为：度变化与反应时间的关系为：tkIIdln0ln0IIxy589. 0通过以通过以对对t作图，利用最小二乘法进行回归得一条直线作图，利用最小二乘法进行回归得一条直线斜率为斜率为-kd。得到：得到：kd-1=1.636*1

11、0-4s-1hktd176. 1693. 02/1半衰期：半衰期：整理课件整理课件6. 苯乙烯溶液浓度苯乙烯溶液浓度0.20 mol L-1, 过氧类引发剂浓度为过氧类引发剂浓度为4.0 10-3mol L-1, 在在60下聚合，如引发剂半衰期下聚合，如引发剂半衰期44h, 引发剂效率引发剂效率f=0.80，kp=145 L (mol s)-1，kt=7.0 107 L (mol s)-1, 欲达到欲达到50%转化率转化率，需多长时间？，需多长时间？1162/101575. 010*375. 4693. 0hstkdhrteIkfkkCIhthrtttIkfkkCtktdptdpd8 .170

12、)1 ()(211ln ,44940632. 0*10*236. 2*145693. 0)10*0 . 4()10*0 . 710*375. 4*8 . 0(*14550. 011ln)(11ln2/2/102/172/132/1762/12/1随转化率而变解：解： 当引发剂浓度随时间不变时：当引发剂浓度随时间不变时：整理课件7. 过氧化二苯甲酰引发某单体聚合的动力学方程为：过氧化二苯甲酰引发某单体聚合的动力学方程为：Rp=kPM(fkd/kt)1/2I1/2，假定各基元反应的速率常数和，假定各基元反应的速率常数和f都与转都与转化率无关，化率无关，M0=2 mol L-1，I=0.01 mol

13、 L-1，欲将最终转化，欲将最终转化率从率从10提高到提高到20，试求：，试求：（1）M0增加或降低多少倍？增加或降低多少倍？（2）I0增加或降低多少倍？增加或降低多少倍？I0改变后，聚合速率和聚合度有改变后，聚合速率和聚合度有何变化？何变化？ （3）如果热引发或光引发聚合，应该增加或降低聚合温度？）如果热引发或光引发聚合，应该增加或降低聚合温度？ Ed、Ep、Et分别为分别为124、32 和和8 kJ mol-1。整理课件0I2/1022/10121/11ln/11lnIICC51. 4%10%20II2/10IRp0IpR，则有：，即引发剂浓度增加到4.51倍时，聚合转化率可以从10%增加

14、到20%。，故增加到4.51倍时，增加2.12倍。(2) 当其它条件一定时，改变由于聚合速率2/12/1IkfkMkRtdpptIkfkkMMtdp2/12/10ln2/1tdpkfkkkktICIMM2/12/10*)1 (1ln*ln0M低转化率下聚合动力学方程：令（1）当聚合时间固定时，C与单体初始浓度无关，故当聚合时间一定时，改变不改变转化率。整理课件2/10 IXn0I，故增加到4.51倍时，（3）引发剂引发时，体系的总活化能为：热引发聚合的活化能与引发剂引发的活化能相比，相当或稍大，温度对聚合速率的影响与引发剂引发相当，要使聚合速率增大，需增加聚合温度。光引发聚合时，反应的活化能如

15、下：nXmolkJEEEEdtp/9022molkJEEEtp/282上式中无项，聚合活化能很低，温度对聚合速率的影响很小，甚至在较低的温度下也能聚合，所以无需增加聚合温度。聚合度下降到原来0.471。即聚合度下降到原来的1/2.12。整理课件整理课件15. 用过氧化二苯甲酰作引发剂，苯乙烯在用过氧化二苯甲酰作引发剂，苯乙烯在60下进行本体聚合，下进行本体聚合，试计算链引发、向引发剂转移、向单体转移三部分在聚合度倒数试计算链引发、向引发剂转移、向单体转移三部分在聚合度倒数中所占的百分比。对聚合有何影响？计算时用下列数据：中所占的百分比。对聚合有何影响？计算时用下列数据：I=0.04 mol L

16、-1，f ；kd=2.0 10-6s-1，kp=176 L (mol s)-1，kt=3.6 107 L (mol s)-1， (60)=0.887 g mL-1，CI；CM=0.85 10-4。1/21/2671/21176*8.53494.52() 2*(0.8*2.0*10 *3.6*10 *0.04)pdtk Mfk kI3410*5635. 153. 804. 0*05. 010*85. 05 .4942/1DCXnM=0.887*1031/21/212() pdtkMfk kI 1/2IMnC ICDCvMX整理课件整理课件01()79.57%1nnXX5.43%1MnCX 15%

17、1InC IMX2122MICCMnkRkXnIMpPt补充：补充：1/21/2 dpptfkRkIMk整理课件整理课件整理课件整理课件整理课件整理课件整理课件整理课件整理课件整理课件令：令： r1 = k11 / k12 ； r2 = k22 / k21 =M1 M2 r1 M1 + M2 M1 + r2 M2 d M1 d M2 整理课件整理课件F1 = r1 f12 + 2 f1f2 + r2 f22 r1 f12 + f1f2C)C1(ffF111共聚物共聚物平均组成平均组成与与转化率转化率关系式关系式整理课件整理课件整理课件整理课件整理课件整理课件3、氯乙烯（、氯乙烯（r1=1.67

18、）与醋酸乙烯酯（）与醋酸乙烯酯（r2=0.23）共聚，）共聚，希望获得初始共聚物瞬时组成和希望获得初始共聚物瞬时组成和85%转化率时共聚转化率时共聚物平均组成为物平均组成为5%（摩尔分数）醋酸乙烯酯，分别求（摩尔分数）醋酸乙烯酯，分别求两单体的初始配比。两单体的初始配比。001295%,5%FF20001112012200001112222rff fFrff frf010.92f1012200.9211.50.08MfMf解：（解：（1 1）当共聚物中醋酸乙烯酯的初始含量为）当共聚物中醋酸乙烯酯的初始含量为5%5%时，将时，将 带入下式：带入下式： 两单体的初始配比为两单体的初始配比为 （2）

19、85%转化率时共聚物平均组成为转化率时共聚物平均组成为5%（摩尔分数）醋酸乙烯酯（摩尔分数）醋酸乙烯酯,整理课件整理课件20.05F 10.95F 0111185%,fC fCFC0110.150.8075ff2.530111110.6050.395,11fFfCf 2.5301110.151ff0110.868,0.938ff1012200.9384690.06231MfMf 解得：解得： 两单体的初始配比为两单体的初始配比为 P117-118氯乙烯氯乙烯/醋酸乙烯酯醋酸乙烯酯共聚物共聚物平均组成平均组成与与转化率转化率关系式关系式整理课件整理课件整理课件整理课件整理课件整理课件聚合实施方法

20、比较聚合实施方法比较整理课件整理课件整理课件整理课件讨论讨论:Ap3pN2Mk N10R 整理课件整理课件gsmm04. 0200*100/02. 0122023210*316. 210404. 0*10*023. 6MmNnNNAAmlmlggV200/1200mlVNN/10*158. 118分子解：a. 20溶解度=0.02g/100g水，溶于水的苯乙烯质量： 苯乙烯的分子数： 水的体积： 溶于水的苯乙烯的分子数： 整理课件整理课件b、单体液滴数、单体液滴数(ml1 cm-3。1334310*236. 5)10(*142. 3*6/16/1dgVm131310*71. 49 . 0*10*236. 5mlgm/49. 02002100总121310*04. 110*71. 449. 0b. 液滴直径1000nm=10-4cm， 每个液滴体积： 每个液滴质量： 苯乙烯溶解和增溶量共2g，每ml水中分散的苯乙烯质量： 单体液滴数： 整理课件整理课件c、溶于水中的钠皂分子数、溶于水中的钠皂分子数(ml1 L-1，分子量为，分子量为306.5。 d、水中胶束数、水中胶束数(ml1)。条件：每胶束由。条件：每胶束由100个肥皂分子组个肥皂分子组成。成。 21199.8*104.9*102001732310*55. 21010*023. 6*5 .3