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文档简介
1、第一章 概述3. 说出10种你在日常生活中遇到的高分子的名称。答:涤纶、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、PET、蛋白质、核酸、涂料、塑料、合成纤维6.下列物质中哪些属于聚合物?(1)水;(2)羊毛;(3)肉;(4)棉花;(5)橡胶轮胎;(6)涂料答:羊毛、棉花、橡胶轮胎、涂料、肉7.写出下列高分子的重复单元的结构式:(1)PE;(2)PS;(3)PVC;(4)POM;(5)尼龙;(6)涤纶答:(1)PE聚乙烯 CH2CH2 (2)PS聚苯乙烯 (3)PVC聚氯乙烯 (4)POM聚甲醛 OCH2 (5)尼龙聚酰胺 NH(CH2)5CO (6)涤纶聚对苯二甲酸乙二醇酯 P78. 写出下列重复单元的聚合
2、物的一般名称,指出结构单元和单体单元。(手写)名称结构单元单体单元聚甲基丙烯酸甲酯一样一样聚丙烯酸甲酯一样 一样 NH(CH2)6NHCO(CH)4CO尼龙-66 NH(CH2)6NHCO(CH)4CO无聚异戊二烯一样一样9.用简洁的语言说明下列术语。(1)高分子;(2)链节;(3)聚合度;(4)多分散度;(5)网状结构;(6)共聚物答:(1)高分子也叫聚合物分子或大分子,具有高的相对分子量,其结构必须是由多个重复单元所组成,并且这些重复单元实际是或概念上是由相应的小分子衍生而来的。(2)链节是指结构重复单元,重复组成高分子分子结构的最小结构单元。(3)聚合度是单个聚合物分子所含单体单元的数目
3、。(4)多分散性:除了蛋白质、DNA等外,高分子化合物的相对分子质量都是不均一的(5)网状结构是交联高分子的分子构造。(6)共聚物:由一种以上单体聚合而成的聚合物。14、平均相对分子质量为100万的超高相对分子质量PE的平均聚合度是多少?P100×10000/283570021、高分子结构有哪些层次?各层次研究的内容是什么?答:高分子结构由4个层次组成:a、一级结构,指单个大分子内与基本结构单元有关的结构,包括结构单元的化学组成、链接方式,构型,支化和交联以及共聚物的结构b、二级结构,指若干链节组成的一段链或整根分子链的排列形状。c、三级结构在二级的基础上许多这样的大分子聚集在一起而
4、形成的结构,包括结晶结构,非晶结构,液晶结构和取向结构。d、四级结构,指高分子在材料中的堆砌方式。22、什么是高分子的构型?什么是高分子的构象?请举例说明。答:构型是指分子中由化学键所固定的原子在空间的排列;高分子链由于单键内旋转而产生分子在空间的不同形态称为构象。构象与构型的根本区别在于,构象通过单键内旋转可以改变,而构型无法通过内旋转改变。26、用粗略示意图表示:(1)线型聚合物 (2)带短支链聚合物 (3)交联XX27、试分析线形、支化、交联高分子的结构和性能特点。线形高分子的分子间没有化学键结合,在受热或受力时可以互相移动,因而线形高分子在适当溶剂中可以溶解,加热时可以熔融,易于加工成
5、形。交联高分子的分子间通过支链联结起来成为了一个三锥空间网状大分子,高分子链不能动弹,因而不溶解也不熔融,当交联度不大时只能在溶剂中溶胀。支化高分子的性质介于线形高分子和交联(网状)高分子之间,取决于支化程度。第三章 链式聚合反应1下列烯类单体适于何种机理聚合:自由基聚合,阳离子聚合或阴离子聚合?并说明理由。CH2=CHCl CH2=CCl2 CH2=CHCN CH2=C(CN)2 CH2=CHCH3 CH2=C(CH3)2 CH2=CHC6H5 CF2=CF2 CH2=C(CN)COOR CH2=C(CH3)CH=CH2解:CH=CHCl适于自由基聚合,Cl原子是吸电子基团,也有共轭效应,
6、但均较弱。CH2=CCl2适于自由基聚合和阴离子聚合。Cl原子是吸电子基团,也有共轭效应。2个Cl原子的吸电子性足够强。CF2=CF2适合自由基聚合, F原子体积小,结构对称。CH2=CHC6H5 与CH2=CH-CH=CH2可进行自由基聚合、阳离子聚合以及阴离子聚合。因为共轭体系 电子的容易极化和流动。CH2=CHCN适合自由基聚合和阴离子聚合。-CN是吸电子基团,并有共轭效应。CH2=C(CN)2适合阴离子聚合。2个-CN是强吸电子基团。CH2=C(CH3)2适合阳离子聚合。CH3为供电子基团,CH3与双键有超共轭效应。CH2=C(CN)COOR适合阴离子聚合,两个吸电子基的吸电子性很强。
7、CH2=CCH3COOR适合自由基聚合和阴离子聚合。因为是 1,1二取代基,甲基体积较小,COOR为吸电子基,甲基为供电子基,均有共轭效应。2判断下列烯类能否进行自由基聚合,并说明理由。CH2=C(C6H5)2 ClHC=CHCl CH2=C(CH3)C2H5 CH3CH=CHCH3 CH2=C(CH3)COOCH3 CH2=CHOCOCH3 CH3CH=CHCOOCH3解:CH2=C(C6H5)2不能通过自由基聚合形成高分子量聚合物。因为取代基空间阻碍大,只能形成二聚体。 ClCH=CHCl不能通过自由基聚合形成高分子量聚合物。因为单体结构对称,1,2二取代基造成较大空间阻碍。 CH2=C(
8、CH3)C2H5不能通过自由基聚合形成高分子量聚合物。由于双键电荷密度大不利于自由基的进攻,且易转移生成烯丙基型较稳定的自由基,难于再与丙烯等加成转变成较活泼的自由基,故得不到高聚物。CH3CH=CHCH3不能通过自由基聚合形成高分子量聚合物。因为位阻大,且易发生单体转移生成烯丙基稳定结构。CH2=C(CH3)COOCH3能通过自由基聚合形成高分子量聚合物。由于是1,1二取代基,甲基体积小,均有共轭效应。CH2=CHOCOCH3能通过自由基聚合形成高分子量聚合物。因为OCOCH3有吸电子诱导效应和供电子共轭效应,但这两种效应都很弱。CH3CH=CHCOOCH3 不能通过自由基聚合形成高分子量聚
9、合物 。由于是1,2二取代基,空间阻碍大。3.书P406答案(缺分析)11、什么叫链转移反应?有几种形式?对聚合速率和相对分子质量有何影响?什么叫链转移常数?与链转移速率常数的关系?答:链转移反应:指活性链自由基与聚合物反应体系中的其他物质分子之间发生的独电子转移并生成大分子和新自由基的过程通常包括链自由基向单体、向引发剂、向溶剂、向大分子的转移反应。对聚合速率和相对分子质量影响相反第64页13、在自由基聚合中,为什么聚合物链中单体单元大部分按头尾方式连接,且所得的聚合物多为无规立构?答:由于电子效应和空间位阻效应,按头尾方式连接的单体单元更稳定,因此聚合物链中单体单元大部分按头尾方式连接。由
10、于自由基聚合的链增长活性中心,链自由基周围存在不定向因素,因此空间构型没有选择性,是随机的,因此得到聚合物为无规立构。14.已知在苯乙烯单体中加入少量乙醇进行聚合时,所得聚苯乙烯的相对分子质量比一般本体聚合要低。但当乙醇量增加到一定程度后,所得到的聚苯乙烯的相对分子质量要比相应条件下本体聚合所得的要高,试解释之。答:加少量乙醇时,聚合反应还是均相的,乙醇的链转移作用会使分子量下降。当乙醇量增加到一定比例后,聚合反应是在不良溶剂或非溶剂中进行,出现明显的自动加速现象,从而造成产物的分子量反比本体聚合的高。20单体(如苯乙烯)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
11、剂的单体聚合,将会发生什么后果?答:单体在聚合反应以前通常要通过蒸馏或萃取先除去阻聚剂,否则需使用过量引发剂。当体系中存在阻聚剂时,在聚合反应开始以后(引发剂开始分解),并不能马上引发单体聚合,必须在体系中的阻聚剂全部消耗完后,聚合反应才会正常进行,即存在诱导期。22. 工业上用自由基聚合产生的大品种有哪些?试简述它们常用的聚合方法和聚合条件。 答:PS聚苯乙烯:以苯,乙烯为原料,ALCL3 ,金属氧化物为催化剂进行本体聚合制得 PE聚乙烯:用金属茂作催化剂引发聚合 PVC:聚氯乙烯;以电石为原料,与氯化氢反应,经过本体聚合制得 PMMA:聚甲基丙烯酸甲酯:在单体MMA加入引发剂,增塑剂紫外吸
12、收剂悬浮聚合得到。23. 简要解释下列名词,并指出它们之间的异同点。 (1)本体聚合;悬浮聚合;乳液聚合; (2)溶液聚合;淤浆聚合;均相聚合;沉淀聚合。答:(1)本体聚合是不加其他介质,只有单体本身在引发剂热光辐射的作用下进行的聚合;悬浮聚合是通过强力搅拌并在分散剂的作用下,把单体分散成无数的小液滴悬浮于水中,由油溶性引发剂引发而进行的聚合反应;乳液聚合是在乳化剂的作用下并借助于机械搅拌,使单体在水中分散成乳液状,由水溶性引发剂引发而进行的聚合反应 (2)溶液聚合是将单体和引发剂溶于适当溶剂中进行的聚合反应;淤浆聚合是催化剂(引发剂)和形成的聚合物均不溶于单体和溶剂(稀释剂)的聚合反应;生成
13、的聚合物溶于单体的聚合叫均相聚合;聚合产物不溶于单体的聚合叫沉淀聚合。28.34.写出合成热塑性弹性体SBS的一种方法。解:合成SBS热塑弹性体的主要方法有(选其一即可)A用双官能催化剂经二步法合成B偶联法C用单官能团催化剂经三步法或二步法合成或第二步同时加入丁二烯和苯乙烯,利用丁二烯优先聚合的特定形成渐变型的SBS树脂。36. 有一正在进行聚合反应的苯乙烯聚合体系,请用最直观、方便的实验方法判断该体系是自由基、阳离子还是阴离子聚合类型。答:若反应液呈深蓝(紫)或红色,则反应为阴离子聚合。在体系中投入DPPH,反应终止则为自由基聚合,否则为离子型聚合;若为离子型聚合,在体系中通入CO2,若反应
14、终止为阴离子聚合,无变化则为阳离子聚合。37 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。答:单体 自由基聚合的单体为弱吸电子基的烯类单体,共轭单体;阳离子聚合的单体为推电子取代基的烯类单体,共轭单体,易极化为负电性的单体;阴离子聚合的单体为吸电子取代基的烯类单体,共轭单体,易极化为正电性的单体。 引发剂 自由基聚合:过氧化物,偶氮化物,氧化还原体系;阳离子聚合:Lewis酸,质子酸,阳离子生成物,亲电试剂;阴离子聚合:碱金属,有机金属化合物,碳负离子生成物,亲核试剂。 聚合方法 自由基聚合:本体,溶液,悬浮,乳液;阳离子聚合:本体,溶液;阴离子聚合:
15、本体,溶液。 反应特点 自由基聚合:慢引发,快增长,速终止;阳离子聚合:快引发,快增长,易转移,难终止;阴离子聚合:快引发,慢增长,无终止。 聚合反应类型比较项目自由基聚合阳离子聚合阴离子聚合单体带有吸电子取代基的乙烯基单体特别是取代基和双键发生共轭的单体带有供电子取代基的乙烯基单体,共轭单体及某些羰基和杂环化合物带有吸电子取代基的乙烯基单体,共轭单体及某些羰基和杂环化合物引发剂易分解产生自由基的试剂亲电试剂亲核试剂活性中心通常为链终止方式常为双基终止常为单基终止常为单基终止表观活化能较大较小较小阻聚剂能产生自由基或与活性链形成稳定结构的试剂亲核试剂亲电试剂聚合实施方法本体,悬浮溶液或乳液通常
16、为本体和溶液通常为本体和溶液聚合反应温度较高较低较低聚合物分子量与聚合时间关系分子量与聚合时间无关分子量与聚合时间无关分子量随聚合时间延长而增大溶剂类型的影响影响反应速度,不影响聚合物结构对聚合反应速度和聚合物结构均有很大影响41何谓Ziegler-Natta催化剂?何谓定向聚合?两者有什么关系?有哪些方法可生成立构规整性聚合物?解:Ziegler-Natta 催化剂是指由主引发剂和共引发剂两部分组成的,可引发聚烯烃聚合生成立构规整的聚合物的一类催化剂。其中主催化剂是- 族过渡金属化合物,共引发剂是-族的金属化合物。定向聚合指以形成立构规整聚合物为主的聚合过程。Ziegler-Natta催化剂
17、可用于定向聚合。但不一定所得聚合物全部是有规聚合物。用配位聚合的方法 用Ziegler-Natta 催化剂42. 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?他们分别是由何种方法产生的?答:聚乙烯有多种分类方法:(1) 按聚乙烯的密度分可分为高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)和线型低密度聚乙烯(LLDPE)三种。其分子结构各不相同,高密度聚乙烯分子为线型结构,很少支化;低密度聚乙烯分子中有长链,分子间排列不紧密;线型低密度聚乙烯分子中一般只有短支链存在。(2) 按生产方法分可分为低压法聚乙烯(生产压力<2MPa)、中压法聚乙烯(生产压力10-100MPa)和
18、高压法聚乙烯(生产压力100-300MPa)。聚乙烯的生产方法不同,其密度和熔体指数也不同。(3) 按分子量大小分可分为低分子量聚乙烯()、普通分子量()聚乙烯和超高分子量()聚乙烯。分子量不同,其性能、加工方法和应用场合也不同。答:按密度分:l LDPE简称LDPE,俗称花料或筒料,学名低密度聚乙烯高压聚乙烯。用有机过氧化物为引发剂聚合而成的,也可把这种聚乙烯叫做高压聚乙烯。其密度在0.9100.935g/cm3范围内,若按密度分类,称其为低密度聚乙烯。l HDPE简称HDPE,俗称硬性软胶,学名高密度聚乙烯低压聚乙烯低压法聚合的聚乙烯密度为0.9550.965 g/cm3,与高压法聚合的聚
19、乙烯相比,低压法聚合的聚乙烯不只是密度值高,其拉伸强度和撕裂强度也都高于高压法生产的聚乙烯。由于其密度值较高,所以,又称其为高密度聚乙烯。l LLDPE 简称LLDPE 学名线型低密度聚乙烯低压低密度聚乙烯;本色线型高密度聚乙烯本色是一种不透明白色腊状材料,比重比水轻,柔软而且有韧性,但比LDPE 略硬,也略能伸长,无毒,无味(LDPE HDPE LLDPE 三种材料的差别:LDPE 与HDPE 的差别主要是在密度上的差别,从而引起机械性能上的差别,一个刚硬,一个柔韧;LLDPE 与它们的差别,主要是在分子结构上,LLDPE 有较多的支链,因此,这种材料是即柔韧又刚硬。优点耐酸碱,耐有机溶剂,
20、电绝缘性优良,低温时,仍能保持一定的韧性。表面硬度,拉伸强度,刚性等机械强度都高于LDPE,但低于HDPE;LLDPE 的抗穿刺性是最好的,耐撕裂,特别适宜生产薄膜生产出的薄膜比LDPE 薄,但强度高。)l 按分子量可分为低分子量聚乙烯、普通分子量聚乙烯和超高分子量聚乙烯。45.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?按微结构分类,共聚物可分为无规、交替,接枝、嵌段四种类型结构差异:无规共聚物链中 M1 与 M2 无规排列。例如: P(st-co-MMA) 前面的单体为主单体,后面的单体为第二单体)交替共聚物链中单体单元严格交替排列。-alt-
21、(前后单体次序无特定规定)嵌段共聚物:由较长的M1链段和另一较长的M2链段构成的共聚物大分子接枝共聚物:主链由单体单元M1(A)组成,支链则由另一种单体单元M2(B) 组成。P(M1-g-M2)前面的单体构成主链,后面的单体构成支链。45. 用示意图表示无规,交替,嵌段,接枝共聚物的结构。举例说明在这些共聚物名称中,对前后单体的位置有何规定?答:示意图在书P136按微结构分类,共聚物可分为无规、交替,接枝、嵌段四种类型。它们的结构差异为:(1)无规共聚物链中 M1 与 M2 无规排列。例如: P(st-co-MMA) 前面的单体为主单体,后面的单体为第二单体(2)交替共聚物链中单体单元严格交替
22、排列。-alt-(前后单体次序无特定规定)(3)嵌段共聚物:由较长的M1链段和另一较长的M2链段构成的共聚物大分子(4)接枝共聚物:主链由单体单元M1(A)组成,支链则由另一种单体单元M2(B) 组成。P(M1-g-M2)前面的单体构成主链,后面的单体构成支链。31.什么叫理想共聚?什么叫交替共聚?和必须取向何值才能得到恒此共聚物?r1 r2 = 1,理想共聚: 又可分两种情形r1 =r2 = 1,两种单体自聚与共聚的倾向相等即共聚物分子中两单体单元含量比等于原料单体混合物中两单体的投料比。也即 F1 = f1。这种共聚物组成总是与其原料单体组成相同,这类共聚反应称恒分(比)共聚,得到的共聚物
23、为无规共聚物(ii) r1r2 = 1,但r1r2即共聚物分子中两单体单元摩尔比等于原料单体混合物中两单体摩尔比的r1倍, 这类共聚反应称一般理想共聚。r10, r20:交替共聚当r1=r2=1时,构成恒比共聚体系,此时 F1=f1第四章: 逐步聚合反应1,讨论下列四组反应物进行缩聚或环化反应的可能性。2.试比较逐步聚合和连锁聚合的区别。如何用实验方法测定一个未知单位的聚合机理是逐步聚合还是连锁聚合?答:逐步聚合和连锁聚合的区别:连锁聚合有特定的活性中心,而逐步聚合是通过功能基之间的逐步反应来进行的,每一步都按相同的机理和基本相同的速度进行。反应开始后,单体很快转化,分子量逐渐增大,每步反应产
24、物都可单独存在,并可分离出来。答案不全,找不到2. 试比较逐步聚合与链式聚合的区别。如何用实验测定一未知单体的聚合反应是以逐步聚合,还是链式聚合机理进行的?解:逐步聚合:无活性中心,单体官能团之间相互反应而逐步增长。绝大多数缩聚反应都属于逐步聚合。链式聚合:又称链锁(聚合)反应。在聚合反应过程中,有活性中心(自由基或离子)形成,且可以在很短的时间内,使许多单体聚合在一起,形成分子量很大的大分子的反应。一般可以通过测定聚合物分子量或单体转化率与反应时间的关系来鉴别。随反应时间的延长,分子量逐渐增大的聚合反应属逐步聚合。聚合很短时间后分子量就不随反应时间延长而增大的聚合反应届连链式合。相反,单体转
25、化率随聚合时间的延长而逐渐增大的聚合反应属连锁聚合。单体迅速转化,而转化率基本与聚合时间无关的聚合反应属逐步聚合。5. 计算等物质量的己二胺和己二酸进行缩聚,在反应程度P为0.500、0.800、0.900、0. 950、0.970、0.980、0.990、0.995时的数均聚合度,并作图。解:P0.5000.8000.9000.9500.9700.9800.9900.99525102033.350100200以p未横坐标,为纵坐标作图。6. 反应程度为99.5%时,为获得相对分子量为15000的尼龙-66由己二胺和己二酸的起始比例应该是多少?这样的聚合物分子链端是什么基团? 解:对于分子量为
26、15000的聚酰胺 已知P99.5%=0.995。根据P与非等摩尔比控制时有求得 r=0.995。设己二酸过量,则己二酸与己二胺摩尔投料比为1:0.995由于 P0.995 r=0.995端胺基数端羧基数故 端胺基、端羧基数如设己二胺过量,则同理可得 端胺基数/端羧基数=2/117,为了保证缩聚反应是官能团等化学计量配比,可以采取哪些措施?20、解释下列术语,并说明两者的关系或差异(1)反应程度和转化率 (2)缩聚两原料的摩尔系数和过量百分数 (3)界面缩聚和溶液缩聚答:(1)反应程度是已经参加反应的官能团数与初始时的官能团总数的比值;转化率是已经参加反应的单体分子数与初始时的单体分子总数的比
27、值;两者的区别在于:定义的基准不同;转化率最高可等于100%,而反应程度最高也不能等于100%。(2)摩尔系数是指过量反应物的摩尔数;过量百分数是指过量反应物超过限制反应物所需理论量的部分占所需理论量的百分数。摩尔系数只是一个数,而过量百分数则是一个比值。(3)在多相体系中,在相界面处进行的缩聚反应称为界面缩聚;单体加适当催化剂再溶剂中进行的缩聚反应称为溶液缩聚。溶液缩聚是发生在溶剂中的,而界面缩聚则是在相界面处进行的。21.写出并描述下列缩聚反应形成的聚酯的结构。它们的结构与反应物质相对量有无关系?如有关系,请说明差别。(题目睇书上)(1) (2) (3) 解:(1)得以为重复单元的线型分子
28、。结构与反应物质相对量没有关系。(2)结构与反应物质相对量有关系,等物质的量时得以为重复单元的线型分子。(3)结构与反应物质相对量有关系:设反应物二酸和三醇的相对摩尔比为x当时,所得产物是端基主要为羟基的非交联支化分子。当时,所得产物是端基主要为羧基的交联体型分子。时,所得产物是交联体型分子。22. 获得高相对分子质量缩聚物的基本条件有哪些?答:获得高相对分子质量缩聚物的重要条件是:单体纯净,无单官能团化合物。官能团等物质的量配比。尽可能高的反应程度,包括温度控制、催化剂、后期减压排除小分子、惰性气体保护等。第五章 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区别?解:
29、与低分子化合物相比,由于聚合物分子量高,结构和分子量又有多分散性,因此聚合物在进行化学反应时有以下几方面特征:(1)如反应前后聚合物的聚合度不变,由于原料的原由官能团往往和产物在同一分子链中,也就是说,分子链中官能团很难完全转化,此类反应需以结构单元作为化学反应的计算单元。(2)如反应前后的聚合物的聚合度发生变化,则情况更为复杂。这种情况常发生在原料聚合物主链中有弱键,易受化学试剂进攻的部位,由此导致裂解或交联。(3)与低分子反应不同,聚合物化学反应的速度还会受到大分子在反应体系中的形态和参加反应的相邻基团等的影响。(4)对均相的聚合物化学反应,反映常为扩散控制,溶剂起着重要的作用。对非均相反
30、应则情况更为复杂。2. 解释下列名词:高分子效应,遥爪聚合物,硫化反应,扩链,聚合物老化,解聚,可生物降解高分子高分子效应:聚合物本身的结构对其化学反应性能的影响。遥爪聚合物:一般先在相对分子质量为几千的低聚物两端引入活性基团,活性基团犹如两只爪子,踞于链的两端,随时可以抓住其它分子起反应,这类低聚物又称遥抓聚合物。硫化反应:把一个或更多的硫原子接在聚合物链上形成桥状结构,反应生成了弹性体。扩链:指以适当的方法,将相对分子质量为几千的低聚物连接起来,使相对分子质量成倍或几十倍地提高。聚合物的老化:是指聚合物在加工、贮存及使用过程中,其物理化学性能及力学性能发生不可逆坏变的现象。解聚:单体与聚合
31、物之间存在平衡关系的聚合反应称为可逆聚合反应。通常将逆反应叫做解聚反应。 可生物降解高分子:3.利用大分子反应合成下列产物:a.氯磺化聚乙烯;b.P(MMA-g-St);c.P(Bu-b-St);d.SBS树脂;离子交换树脂;端羧基聚丁二烯型液体橡胶。答:4.从乙酸乙烯酯出发制取聚乙烯醇缩甲醛,(1)写出各步反应式并注明各步主产物的名称及用途。(2)纤维用和悬浮聚合分散剂用的聚乙烯醇有何差别?(3)下列合成线路是否可行?说明理由。乙酸乙烯酯 水解 乙烯醇 聚合 聚乙烯醇 缩醛化 产物解:(1) (a)、自由基聚合反应 (b)、醇解反应: (c)、缩醛化反应(包括分子内和分子间) (2)差别在于
32、醇解度不同,前者要求醇解度高(98%99%),且不溶于冷水和甲醇,以便缩醛化,后者要求醇解度中等(87%89%),以使水溶性好。(3)不可行。原因是:乙酸乙烯酯水解生成的乙烯醇为烯醇式结构,非常不稳定,易互变异构成乙醛,得不到乙烯醇单体。5乙酸乙烯酯聚合,水解和丁醛反应得到可溶性聚合物,试问:(1)可否先水解再聚合?(2)这三步反应产物各有什么性质和用途?8将PMMA、PAN、PE、PVC四种聚合物进行热降解反应,分别得到何种产物?PM MA进行热解反应时发生解聚,主要产物为单体。PE进行热解反应时发生无规降解,主要产物为不同聚合度的低聚物。PVC进行热解反应时首先脱HCI,生成分子主链中带烯
33、丙基氯的聚合物;长期热解则进一步发生环化交联甚至碳化反应。PAN进行热解反应时首先发生主链环化,然后脱氢生成梯形聚合物。进一步热解脱氢后生成碳纤维。9.试解释为什么聚氯乙烯在200°C以上热加工会使产品颜色变深?215页10. 为什么聚氯乙烯加工中一定要加稳定剂?查文献,叙述聚氯乙烯热稳定机理?215216页11. 利用热降解回收有机玻璃边角料时,如该边角料中混有PVC杂质,则使MMA的产率变低,质量变差,试用化学反应式说明其原因。解:因为PVC杂质在加热时会脱出HCl,HCl与甲基丙烯酸按下式进行加成反应,因而降低了甲基丙烯酸甲酯的产率,并影响产品质量。12. 有些聚合物老化后龟裂
34、变粘,有些则发脆变硬,这是为什么?聚合物或制品在使用或储存过程中,由于环境的影响,其性能逐渐变坏的现象统称为老化。老化过程的主要反应也是降解,有时也可能伴有交联。通常聚合物老化后降解为较低相对分子质量产物时龟裂变黏;聚合物老化后分子间发生交联时则发脆变硬。16. 聚乳酸为什么可以用作外科缝合线,伤口愈合后不必拆除?解:因为聚乳酸极易水解,而且与人体相容性良好,聚乳酸可在体内易水解为乳酸,由代谢循环排出体外因此聚乳酸可以用作外科缝合线,伤口愈合后不必拆除。第六章 聚合物的结构2.什么是链段?链段与链节有什么不同?如何理解链段越长,分子链刚性越好?3. 聚合物的分子结构对主链的柔顺性有何影响?答:
35、(1)主链全部由单键组成的高分子,一般柔顺性较好。主链有杂原子时,由于杂原子上无氢原子或取代基,和或键长键角较大,从而内旋转较容易而更为柔顺。(当主链中含C-O,C-N,Si-O键时,柔顺性好。 因为O、N原子周围的原子比C原子少 ,内旋转的位阻小;而Si-O-Si的键角也大于C-C-C键,因而其内旋转位阻更小,即使在低温下也具有良好的柔顺性。)(2)主链含芳环或杂环时,由于芳,杂环不能内旋转,使可旋转的单键数目减少,所一这类分子链柔性较差,芳环越多柔性越差。(3)如果主链全部为芳环或共轭双键,由于这种大共轭体系中电子云没有轴对称性,不能内旋转,所以分子链刚性极大。在主链中引入不能内旋转的芳环
36、、芳杂环等环状结构,可提高分子链的刚性(4)主链含孤立双键时情况完全相反,孤立双键相邻的单键内旋转更容易,由于两个因素:即键角较大且相连的双键上的氢原子或取代基只有一个,这类结构的聚合物都是柔顺性很好。(5)当主链中含非共轭双键时,虽然双键本身不会内旋转,但却使相邻单键的非键合原子(带*原子)间距增大使内旋转较容易,柔顺性好。5,试从下列高聚物的链接结构,定性判断分子链的柔性或刚性,并分析原因?答:(1)对称性侧基,可使分子链间的距离增大,相互作用减弱,柔顺性大。侧基对称性越高,分子链柔顺性越好。(2)当主链中含C-O,C-N,Si-O键时,柔顺性好, 因为O、N原子周围的原子比C原子少 ,内
37、旋转的位阻小。(3)对于非对称性取代,侧基的极性越大,极性基团数目越多,相互作用越强,单键内旋转越困难,分子链柔顺性越差。(4)主链含芳环或杂环时,由于芳,杂环不能内旋转,使可旋转的单键数目减少,所一这类分子链柔性较差,芳环越多柔性越差。(5)非极性侧基的体积越大,内旋转位阻越大,柔顺性越差。(6)柔性好,因为侧基柔性,侧基的增大使分子间距离增加,会使分子间作用力减小7. 比较下列分子的柔顺性答:(2)>(1)>(3)11. 叙述聚合物结晶的主要类型及其形成条件?答: 根据结晶条件不同,分为、伸直链晶片、(1)单晶:一般聚合物的单晶只能从极稀溶液(质量浓度小于0.01wt%)中缓慢
38、结晶而成。(2)球晶:从浓溶液中析出或由熔体冷却时形成的。(3)伸直链晶片:主要形成于极高压力下,还有外力下。(4)纤维状晶片:在流动场的作用和适当的条件下。(5)串晶:形成于外力下。12.用什么事实可以证明结晶聚合物中有非晶态结构?答:(1)X射线衍射图同时存在锐利衍射峰和弥散峰;(2)实际结晶样品的密度小于按晶胞尺寸计算的完全结晶的聚合物密度。13、比较下列物质的结晶的难易程度(1)PEPVCPS(2)聚己二酸乙二醇酯聚对苯二甲酸乙二醇酯聚间苯二甲酸乙二醇酯提示:根据聚合物的规整性、柔顺性判断 15、聚乙烯和聚丙烯都是有一定刚性的半透明塑料,为什么65%乙烯和35%丙烯的无规共聚物却是柔软
39、且透明的橡胶?答:16.20.21、排出下列聚合物熔点顺序,并给予解释(1)聚对苯二甲酸乙二醇酯(2)聚丙烯(3)聚乙烯(4)聚四氟乙烯(5)聚乙二醇(6)聚甲醛(7)尼龙66答:原方案:(7)(6)(1)(2)(4)(3)(5)现方案:(4)>(7)>(6)>(1)(2)(3)(5)提示:比较分子间力及柔顺性、课本题目:(1)聚对苯二甲酸乙二醇酯(2)聚丙烯(3)聚四氟乙烯(4)聚乙二醇(5)聚甲醛(6)天然橡胶23列出下列单体所组成的聚合物熔点顺序,并说明理由(1)CH3CH=CH2 (2)CH3CH2CH=CH2 (3)CH2=CH2 (4)CH3CH2CH2CH= C
40、H2答:(4)(2)(1)(3)比较柔顺性:柔顺性大的,熔点低?答:(1)>(3)>(2)>(4)原因:Tm=H/S, H和S为摩尔熔化热和摩尔融化熵。凡是使H增大(相当于分子间作用力增强)或S减小(相当于柔顺性减小)的因素都使高分子的熔点Tm升高。由于柔顺性(1)<(3)<(2)<(4),因此熔点(1)>(3)>(2)>(4)。第七章 聚合物的性质1、下列哪种聚合物有明显的氢键?(1)天然橡胶 (2)高密度聚乙烯 (3)聚对苯二甲酸乙二醇酯 (4)尼龙6 (5)聚乙烯醇 (6)纤维素答:4、5、63,解释产生下列现象的原因:(1)、(2)4、试指出下列结构的聚合物,其溶解过程各有何特征?(1)非极性非晶态聚合物;(2)非极性晶态聚合物;(3)低交联度的聚合物解 (1)非极性非晶态聚合物易溶于溶度参数相近的溶剂;(2)非极性晶态聚合物难溶,选择溶度参数相近的溶剂,且升温至熔点附近才可溶解;(3)低交联度聚合物只能溶胀而不能溶解。7,尼龙-n 是结晶性高分子11,13,14(3)尼龙6 用水作引发剂属于逐步聚合。用碱作引发剂属于连锁聚合。尼龙6618、画出
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