高分子化学试卷

《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、基本观点（共15分，每题3分,）⒈聚合物的无规热降解：关于一般聚合物而言,其使用温度的最高极限为150℃,如超出150℃可能发生降解反响。聚合物在热的作用下大分子链发生随意断裂,使聚合度降低,形成低聚体,但单体收率很低(一般小于3%),这类热降解称为无规降解。⒉缩合反响和缩聚反响：缩合反响——含有一个官能团的化合物，在官能团之间发生反响，缩去一个小分子生成新的化合物的可逆均衡反响。缩聚反响——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响，在缩去小分子的同时，生成高聚物的可逆均衡反响。⒊乳化剂的临界胶束浓度ＣＭＣ：乳化剂可以形成胶束的最低浓度，称为临界胶束浓度，记作ＣＭＣ。⒋共聚合和共聚物：两种或两种以上单体混淆物,经引起聚合后,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,称为共聚合反响,。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⒌聚醚型聚氨酯：以二异氰酸酯和端羟基聚醚为原料，经逐渐加成聚合反响形成的大分子链中含有氨基甲酸酯基和聚醚链段的一类聚氨酯。二、填空题（共20分，每空1分）⒈阴离子聚合的单体有丙烯腈、偏二腈基乙烯、偏二氯乙烯和甲基丙烯酸甲酯等。⒉聚合物降解的原由有热降解、化学降解、机械降解和聚合物的老化四种。⒊乳化剂有阴离子型、阳离子型、两性和非离子型四种。⒋阳离子聚合的引起系统有含氢酸、Lewis和有机金属化合物等。⒌逐渐聚合反响包含缩聚和逐渐加成聚合两类。⒍聚合物聚合度变大的化学反响有扩链反响、交联反响和接枝反响等。三、简答题（共20分，每题5分,简答以下各题）⒈写出以下常用引起剂的构造式和分解反响式：⑴偶氮二异庚腈⑵氢过氧化异丙苯并说明这些引起剂的引起活性和使用处合。CH3CH3CH3CH3CH3CHCH2CNNCCH2CHCH3CNCNCH3CH32CH3CHCH2C+N2CN解：⑴偶氮二异庚腈（2分）油溶液性、高活性，合用于本体聚合、悬浮聚合和溶液聚合。⑵氢过氧化异丙苯CH3CH3HOOCHO+COCH3CH3水溶性、低活性，合用于乳液聚合和水溶液聚合。⒉何谓竞聚率说明其物理意义怎样依据竞聚率值判断两单体的相对活性怎样依据竞聚率值判断两单体能否为理想恒比共聚竞聚率系单体均聚链增加速率常数和共聚链增加速率常数之比。即r1k11,r2k22k12k21它表征两单体的相对活性，可依据r值，判断两单体可否共聚和共聚种类；r值越大该单体越开朗；r1<1,r2<1或r1>1,r2>1，则两单体为理想恒比共聚系统。⒊何谓反响程度P请利用缩聚反响中官能团等活性理论的假设，以聚酯化反响为例推导反响程度P与均匀聚合度Xn的关系式OCOOH+HO

CO

+H

2O已参加反响的官能团数目占开端官能团数目的百分比

,称为反响程度

,记作

P。⒋何谓离子互换树脂离子互换树脂有几种种类写出阳离子互换树脂的离子互换反设t=0时n0n000t时nnn0n应方程式离子互换树脂是指拥有反响性基团的轻度交联的体型无规聚合物,利用其反响性基团实现离子互换反响的一种高分子试剂。离子互换树脂有强酸型、弱酸型、强碱型和弱碱型。阳离子互换树脂的离子互换反响方程式：CH2CHCH2CH+NaSO3HCH2CHCHCH2CH+HCH2SO3NaCH2CH四、计算题（共40分，依据题目要求计算以下各题）1．（6分）按下述两种配方，使苯乙烯在苯顶用过氧化二苯甲酰（BPO）作引起剂在60℃下进行自由基聚合：-4mol/L，c(M)=mol/L；⑴c(BPO)=2×10⑵c(BPO)=6×10-4mol/L，c(M)=mol/L。设f=1，试求上述两种配方的转变率均达10%时所需要的时间比。解：配方⑴单体的浓度是配方⑵单体的浓度的5倍，因此达到同一转变率时，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。转变率为10%仍属稳(2分)设：配方⑴所需的时间为t，配方⑵所需时间为t，12则Rp1?t1=5Rp2?t2(2分)t5Rp2-41/21×××)(2分)t2=Rp1=4.16××-4)1/2.(210⒉（15分）已知苯乙烯（M）和甲基丙烯酸（M）共聚r＝，r＝。欲合成1212共聚物中苯乙烯单体单元开端含量为32％（质量百分比）的共聚物。请：⑴做出此共聚反响的x'1~x1曲线。m1⑵试求开端单体配料比（质量百分比）=（从x'1~x1曲线上或从x'1~x1方程中）。m2解：x'1r1x12x1x2（2分）r1x122x1x2r2x22取值列表以下计算结果(8分)x10x’101·01x1图x'1~x1曲线(2分)32欲合成的共聚物构成104=028(1分)x'1=3268.+10486代入x'1~x1方程(或从共聚反响的x'1~x1曲线中得出)，求得x1＝c(M1)0x10.204(1分)开端配料比为=x2=0.796c(M2)0m1=0.204×104=23.7(1分)m20.796×8676.33.（7分）苯乙烯用过氧化二苯甲酰为引起剂进行自由基聚合时，其引起剂分解活化能﹑链增加反响活化能和链停止反响活化能分别为Ed=kJ/mol，Ep=kJ/mol，Et=10kJ/mol。试比较聚合温度由50℃升至60℃时，聚合反响速率的变化解：11k2Ep+2Ed-2Et(11（2分）lg=2.303R-)k1T1T2111×125.6-1E总=EP+Ed-Et=32.7+2×10=90.5kJmol（2分）222T1=323K，T2=333K，lgk2=90.5(1-1)=0.438（2分）k12.303×8.31323333k22.74（1分）k1因此60℃的聚合速度约是50℃的倍。4.（12分）尼龙-1010是依据“1010盐”中过度的癸二酸来控制尼龙-1010相对-1010的相对分子质量4分子质量的。假如要求合成尼龙Mn=3×10，问“1010盐”的酸值（以mgKOH/g1010盐计）应当是多少并写出相关的聚合反响方程式。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”的构造为H3N(CH2)10NH3OOC(CH2)8COO相对分子质量M’=374。合成尼龙-1010相关的化学反响方程式：⑴制备“1010盐”（2分）H2N(CH2)10NH2+HOOC(CH2)8COOHH3N(CH2)10NH3OOC(CH2)8COO⑵测“1010盐”的酸值⑶以“1010盐”为单体，过度的癸二酸为封闭剂，合成尼龙-1010（2分）nH3N(CH2)10NH3OOC(CH2)8COO+HOOC(CH2)8COOHOHHOOHOOC(CH2)8C[N(CH2)10NC(CH2)8C]nOH+2nH2O（2分）酸值2×56.1×103（2分）=Mn+2nH2O（2分）Mn=M0n+端基的相对分子质量酸值=2×56.1×1032×56.1×103（2分）==3.38Mn+2nH2O30000+2×88×18Mn-端基的相对分子质