第二十二章 合成高分子化合物

1、第二十二章 合成高分子化合物1.高分子化合物与低分子化合物有何区别？答案： 高分子化合物与低分子化合物的主要区别有：（1）高分子相对分子质量很大，具有很多分散系，是同系聚合物的混合物；（2）高分子由许多相同的简单的结构通过共价键重复连接而成，分子结构有线形结构、支化结构、交联结构等三种；（3）高分子化合物的分子有几种运动单元；（4）从性能上看，高分子有较好的机械强度绝缘性和耐腐蚀性，又有较好的可塑性和高弹性。2 .解释下列概念：单体，链节，链锻，聚合度，相对分子质量的分散性，分子链的柔顺性，分子链的两种运动单元，加聚反应，缩聚反应，链式聚合反应，逐步聚合反应。答案：单体：能聚合成高分子化合物的

2、低分子化合物称为单体。链节：组成高分子链的重复结构单元称为链节(chain unit)。链段：有若干链节组成的运动单元。 聚合度：组成高分子链的链节数目（n）称为聚合度。相对分子质量的分散性：高聚物中相对分子质量大小不等的现象。分子的柔顺性：指大分子中由于单链能自由旋转，使分子链可自由运动，呈曲卷状态。 分子链的两种运动单元：链段和整个分子链。 加聚反应：指的是由一种或两种以上单体加聚合成高聚物的反应，在反应过程中没有低分子物质生成，生成的高聚物与原料物质具有相同的化学组成，其相对分子质量为原料相对对分子质量的整数倍。 缩聚反应：是由一种或两种以上具有活性官能团的单体缩合成高聚物，同时有低分子

3、物质析出，所生成的高聚物的化学组成与原料低分子的组成不同。链式聚合反应：是指由一种或两种以上单体相互加成聚合成高分子的反应，反应活性的中心可以是自由基、阳离子或阴离子，其相对分子质量的增长几乎与时间无关，但单体的转化率随时间的而增长，如自由基聚合反应、阳离子聚合和阴离子聚合等属于链式聚合反应。逐步聚合反应：是指单体通过官能团反应生成低聚物，然后由低聚物转化为高聚物的反应，相对分子质量随时间而逐渐增大，而单体的转化率几乎与时间无关，如缩聚反应就属于逐步聚合反应。3.橡胶为什么有高弹性，低分子物质有这种性能吗？为什么？答案：解：橡胶是线形非晶态高聚物，在室温下处于高弹态。高弹态是由于链段运动而整个

4、分子链不能运动，链段运动的结果使分子链发生变形成为曲卷态，在外力的作用下分子链可以被拉长成不稳定的伸长状态，外力消失后立即回复到稳定的曲卷态，表现出高弹性形变性能。低分子化合物无大分子链结构，是整个分子进行运动，故无高弹性。4.如何众高聚物的聚集状态区别塑料，橡胶和纤维三大材料？线型结构的纤维和纤维否有本质的区别？答案：塑料和橡胶属于非晶态高聚物，塑料在室温下处于玻璃态。橡胶在室温下处于高弹态。纤维属于晶态高聚物，有一定的熔点，强度较大。线形塑料和纤维无本质区别，主要区别在于纤维的线形分子形成若干局部微晶区。5.为什么缩聚物的相对分子质量往往比加聚物的相对分子质量小，缩聚物的相对分子质量的多分

5、散性比加聚物的多分散性小？答案：解：这是因为缩聚反应是可逆平衡反应，影响终止的因素很多，如官能团浓度减小、体系粘度增大等物理因素，官能团分解、官能团非摩尔比和各种链段封闭作用等化学因素，因此其相对分子质量往往比加聚物的相对分子质量小。对加聚反应来说，由于链终止和链转移的情况十分复杂，故生产的高聚物相对分子质量的多分散性较缩聚物大。6. 型单体发生自由基聚全反应时，除生成线形高分子外，还能得到怎样结构的高分子？为什么（用反应表示）？配位聚合反应有这种现象吗？为什么？答案：在型单体发生游离基聚合反应时，除生成的线形高分子外，由于链转移作用，还得到支链高分子和交联高分子，反应式如下： 配位聚合是烯烃

6、分子与过渡金属原子的d轨道发生络合作用，单体分子在金属与烷基间插入，反复进行，生成大分子链，中间无链转移过程，故只生成线形大分子链，不能生成交联高分子，即没有上述现象。 7.用什么结构的单体和什么聚合方法才能合成有规结构的定向聚合物？定向聚合物在提高三大合成材料性能上有何意义？答案：用烯烃为单体和过渡金属有机络合物作催化剂（Ziegler-Natta催化剂）的定向聚合方法才能得到有规则的大分子链，即合成全同立构或间同立构的定向聚合物。定向聚合物有利于提高聚合物的熔点，强度等物理机械性能。对塑料来说，有规立构有利于提高结晶性，熔点和机械强度；对纤维来说，有利于提高分子间吸引力，提高纤维强度；对橡

7、胶来说，有利于提高弹性。8.用煤，石灰石，食盐为基本原料合成下列高分子，反应式表示：(1)聚氯乙烯 (2)聚丙烯腈(“合成羊毛”)答案：（1）先利用石灰石与煤在高温下反应制备电石：（2）水解电石制备乙炔： （3）利用乙炔反应制备氯乙烯和丙烯腈：（4）利用聚合反应合成聚氯乙烯和聚丙烯腈：9. 用石油裂化气为基本原料合成下列高分子，用反应式表示；(1)聚乙烯 (2)聚甲基丙烯酸甲酯聚 (3)聚丁二烯（顺丁橡胶）答案：石油裂化气的主要成分为氢气，甲烷，乙烯，乙烷，乙炔，丙烯，丙烷，丁烯和丁二烯等。可以用其中的乙烯，丙烯，丁二烯为原料合成上述高分子化合物。 （1） 聚乙烯的合成：（2）聚甲基丙烯酸甲酯的合成：（3）聚丁二烯的合成10.如何用离子交换树脂除去水中的盐分制备无离子水（可代替蒸馏水作用分析用）和软化硬水的反应表示。答案：制备去离子水是用阴、阳离子交换树脂除去水中的阴离子、阳离子；软化硬水是利用阳离子交换树脂除去水中的钙镁阳离子。除去水中阳离子（如：Na+，Ca2+，Mg2+）的反应式