高分子化学试卷答案

1、高分子化学试题答案试题编号：06（B）课程代号：2040301课程学时:56一、基本概念（共15分，每小题3分，）1.聚合物的无规热降解：对于一般聚合物而言，其使用温度的最高极限为150C,如超过150可可能发生降解反应。聚合物在热的彳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%）,这种热降解称为无规降解。2.缩合反应和缩聚反应：缩合反应一一含有一个官能团的化合物，在官能团之间发生反应，缩去一个小分子生成新的化合物的可逆平衡反应。缩聚反应一一而含有两个（或两个以上）官能团的化合物，在官能团之间发生反应，在缩去小分子的同时，生成高聚物的可逆平衡反应。3.乳化剂

2、的临界胶束浓度CMC:乳化剂能够形成胶束的最低浓度，称为临界胶束浓度，记作CMC。4,共聚合和共聚物：两种或两种以上单体混合物，经引发聚合后，形成的聚合物其大分子链中，含有两种或两种以上单体单元的聚合过程，称为共聚合反应，。大分子链中，含有两种或两种以上单体单元的聚合物，称为共聚物5.聚醛型聚氨酯：以二异鼠酸酯和端羟基聚醛为原料，经逐步加成聚合反应形成的大分子链中含有氨基甲酸酯基和聚醍链段的一类聚氨酯。二、填空题（共20分，每空1分）1 .阴离子聚合的单体有丙烯睛、偏二睛基乙烯、偏二氯乙烯和甲基丙烯酸甲也等。2 .聚合物降解的原因有热降解、化学降解、机械降解和聚合物的老化四种。3 .乳化剂有阴

3、离子型、阳离子型、两性和非离子型四种。4 .阳离子聚合的引发体系有含氢酸、Lewis和有机金属化合物等。5 .逐步聚合反应包括缩聚和逐步加成聚合两类。6 .聚合物聚合度变大的化学反应有扩链反应、交联反应和接枝反应等。三、简答题（共20分，每题5分，简答下列各题）7 .写出下列常用引发剂的结构式和分解反应式：偶氮二异庚睛氢过氧化异丙苯并说明这些引发剂的引发活性和使用场合。解：偶氮二异庚睛（2分）CH3CH3CH3CH3CH3 CHCH2- C- N= N C- CH2 CHCH 3CN CNCH3CH32CH3- CH- CH2- C + N2CN油溶液性、高活性，适用于本体聚合、悬浮聚合和溶液

4、聚合。氢过氧化异丙苯HO +CH3水溶性、低活性，适用于乳液聚合和水溶液聚合。3O CH32.何谓竞聚率？说明其物理意义？如何根据竞聚率值判断两单体的相对活性？如何根据竞聚率值判断两单体是否为理想恒比共聚?竞聚率系单体均聚链增长速率常数和共聚链增长速率常数之比。即它表征两单体的相对活性，可根据r值，判断两单体能否共聚和共聚类型；单体越活泼；ri < 1,r2 < 1或r1 > 112 > 1,则两单体为理想恒比共聚体系。r值越大该3 .何谓反应程度P?请利用缩聚反应中官能团等活性理论的假定，以聚酯化反应为例推导反应程度P与平均聚合度Xn的关系式?已参加反应的官能团数量占

5、起始官能团数量的百分比，称为反应程度，记作P。OIICOOH+HO-=C-O+H2O设t=0时n0n000t时nnn0-n4 .何谓离子交换树脂？离子交换树脂有几种类型？写出阳离子交换树脂的离子交换反应方程式？离子交换树脂是指具有反应性基团的轻度交联的体型无规聚合物，利用其反应性基团实现离子交换反应的一种高分子试剂。离子交换树脂有强酸型、弱酸型、强碱型和弱碱型。阳离子交换树脂的离子交换反应方程式：SO3H“一CH2CH-CH2-CH+Na“CH2CH-CH 2- CH-CH 2- CH单+HSO3Na一ch2CH四、计算题（共40分，根据题目要求计算下列各题）1. （6分）按下述两种配方，使苯

6、乙烯在苯中用过氧化二苯甲酰（BPO作引发剂在60c下进行自由基聚合：c(BPO)=2xi0-4mol/L,c(M)=mol/Lc（BPO）=6X10-4mol/L,c（M）=mol/L10%寸所需要的时间比。5倍，所以达到同一转化率时,前者生成的聚合物的量也为后者生成的聚合物的量的5倍。转化率为10%5属稳(2分）设：配方所需的时间为 口，配方所需时间为t2,Rp1 ?t1 = 5Rp2 ?t2(2分）t1t25Rp25X0.832 X(6 X10-4)1/2-41/24.16X(2X10 )= 1.73(2分）2.（15分）已知苯乙烯（M）和甲基丙烯酸（M）共聚物中苯乙烯单体单元起始含量为3

7、2% （质量百分比）共聚口=, 的共聚物。2=。欲合成请:做出此共聚反应的x'1x1曲线。试求起始单体配料比（质量百分比）mix'1解: X1方程中）。mb=?(从 X'1X曲线上或从X1X1P1X12:X1X22X1X2 r2X2(2分)取值列表如下计算结果（8分）X10x' 1 0设f=1,试求上述两种配方的转化率均达解：配方单体的浓度是配方单体的浓度的k2k1Ep11=32.7+一 X125.6-X10 =2290.5kJ. mol（2分）32欲合成的共聚物组成乂1=二042=0.28（1分）3268+二10486代入Xixi方程（或从共聚反应的kxi曲线

8、中得出），求得xi=c（M1）0X10.204八起始配料比为=一=（1分）c（M2）0X20.796m10.204X10423.7八1=（1分）m20.796X8676.33. （7分）苯乙烯用过氧化二苯甲酰为引发剂进行自由基聚合时，其引发剂分解活化能、链增长反应活化能和链终止反应活化能分别为Ed=kJ/mol,Ep=kJ/mol,E=10kJ/mol。试比较聚合温度由50c升至60c时，聚合反应速率的变化？解：11Ep+3Ed-2Et11（2分）（-一）2.303RT1T2Ti=323K,T2=333K,k290.511（2分）lg=（）=0.438k12.303X8.31323333k22

9、.74（1分）ki所以60C的聚合速度约是50c的倍。4. (12分)尼龙-1010是根据“1010盐”中过量的癸二酸来控制尼龙-1010相对分子质量的。如果要求合成尼龙-1010的相对分子质量Mn=3X104,问“1010盐”的酸值(以mgKOH/g101说计)应该是多少？并写出有关的聚合反应方程式。已知：癸二胺的相对分子质量M'=172,癸二酸的相对分子质量M'=202解：“1010盐”的结构为H3N(CH2)10NH3'OOC(CH2)8COO相对分子质量M=374。合成尼龙-1010有关的化学反应方程式：制备“1010盐”(2分)H2N(CH2)ioNH2+HO

10、OC(CH2)8COOH®®o©H3N(CH2)10NH3.OOC(CH2)8COO测“1010盐”的酸值以“1010盐”为单体，过量的癸二酸为封锁剂，合成尼龙-1010(2分)nH3N(CH2)1oNH3-OOC(CH2)8COO+HOOC(CH2)8COOH=HOOC（CH2）804CH2）1oNg（CH2）8%nOH+2n”。3（2分）（2分）*/击2X56.1X10酸值=Mn+2nH2。Mn=M0n+端基的相对分子质量（2分）五、以蔡-钠配合物为引发剂，写出苯乙烯阴离子聚合链引发反应方程式（共5分）酸值=（2分）2X56.1X1032X56.1X103=3.38Mn+2nH2O30000+2X88X18Mn-端基的相对分子质量