高分子習題樣本

一名詞解釋1.平均相對分子質量通常合成聚合物是由許多相對分子質量大小不等同系物分子組成混合物。所以，高分子化合物相對分子質量只是這些同系物相對分子質量統(tǒng)計平均值。2．平均官能度體系中可能反應官能團總數與體系分子數之比稱平均官能度。3．凝膠化體形縮聚反應進行到一定程度，系統(tǒng)黏度突然增加，出現具備彈性凝膠壯物質現象。4．無規(guī)預聚物和結構預聚物聚合物鏈端未反應官能團種類和分布完全無規(guī)預聚物叫做無規(guī)預聚物；分子鏈端未反應官能團完全相同預聚物叫做結構預聚物。5．Zieler-Natta催化劑由Ⅳ-Ⅷ族過渡金屬化合物與Ⅰ-Ⅲ主族金屬烷基化合物組成二元體系許多都具備引發(fā)a-烯天烴進行配位聚合活性，這一大類體系叫做Zieler-Natta催化劑（引發(fā)劑體系）1．功效高分子對物質、能量和信息具備傳輸、轉換和儲存功效高分子材料。2．遙爪聚合物在極端純凈陰離子聚合反應體系中，加入一些試劑如環(huán)氧乙烷、二氧化碳等能夠生成大分子一端或兩端帶活性官能團聚合物。3．反應程度和轉化率已經參加反應官能團與起始官能團物質量比值即為反應程度。已經參加了反應反應物（單體）與起始反應物（單體）物質量比值即為轉化率。4．竟聚率兩種單體均聚速率常數與共聚常數之比稱為竟聚率：r1=k11/k12r2=k22/k215．活性聚合在無鏈轉移和鏈終止反應發(fā)生連鎖聚合反應條件下，聚合反應完成以后大分子鏈端依然保留著活性，一旦加入單體即可重新開始聚合反應反應叫活性聚合。一.什么是三大合成材料？寫出三大合成材料各一個品種名稱、單體聚合反應式，并指出它們分別屬于連鎖聚合還是逐步聚合。（10分）合成塑料、合成纖維和合成橡膠稱三大合成材料。（1分）1.合成塑料—聚乙烯（3分）nCH2=CH2→-[CH2-CH2]n-連鎖反應2.合成纖維—尼龍-66（3分）nHOOC（CH2）4COOH+nH2N（CH2）6NH2已二酸已二胺HO-[OC（CH2）4CO-HN（CH2）6NH]n-+（2n-1）H2O逐步聚合3.合成橡膠—順丁橡膠（3分）nCH2=CHCH=CH2→-[CH2-CH=CH-CH2]n-5．自動加速現象在自由基聚合反應中，因為聚合體系黏度增大而使活性鏈自由基之間碰撞機會降低，雙基終止難于發(fā)生，造成自由基濃度增加，此時單體依然能夠與活性鏈發(fā)生連增加反應，從而使聚合速率自動加緊現象。2．舉例說明低聚物、齊聚物、高聚物、高分子、大分子諸名詞含義，以及它們之間關系與區(qū)分。(必考）答：○1eq\o\ac(○,1)低聚物又稱齊聚物。高分子與低分子區(qū)分在于前者分子量很高，通常將分子量高于約1萬稱為高分子，分子量低于約1000稱為低分子。分子量介于高分子和低分子之間稱為低聚物(又稱齊聚物)。通常高聚物分子量為104~106，分子量大于這個范圍又稱為超高分子量聚合物。不過在行業(yè)中，比如PAM，分子量在1500~1800萬以上才稱為超高分子量PAM?！?eq\o\ac(○,2)高聚物、高分子、大分子。英文“高分子”主要有兩個詞，即polymer和macromolecule。前者又可譯作聚合物或高聚物；譬如聚氯乙烯。后者又可譯作大分子。這兩個詞即使?；煊茫杂幸欢▍^(qū)分，前者通常是指有一定重復單元合成產物，通常不包含天然高分子，而后者指分子量很大一類化合物，包含天然和合成高分子，也包含無一定重復單元復雜大分子。譬如胰島素。----------<1000<-------------------<10000<------------ 低分子過渡區(qū)（低聚物，齊聚物）高分子。3.五大合成材料黏合劑，涂料，纖維，橡膠，塑料4．反應程度和轉化率已經參加反應官能團與起始官能團物質量比值即為反應程度。已經參加了反應反應物（單體）與起始反應物（單體）物質量比值即為轉化率。5．活性聚合在無鏈轉移和鏈終止反應發(fā)生連鎖聚合反應條件下，聚合反應完成以后大分子鏈端依然保留著活性，一旦加入單體即可重新開始聚合反應反應叫活性聚合。一．掌握以下各詞涵義。高分子化合物高分子化學物系指那些由眾多原子或原子團主要以共價鍵結合而成相對分子質量在一萬以上化學物。高聚物由多個單體經過化學反應合成高分子化學物，高聚物具備重復性。單體形成高分子結構單元低分子化學物。如CH2=CH2鏈節(jié)高分子像條鏈，組成此鏈單元稱鏈節(jié)。如-CH2-CH2-聚合度高分子中重復單元數目。如-（CH2CH2）n-Dn或Dp三大合成材料塑料、橡膠、纖維7．平均官能度體系中可能反應官能團總數與體系分子數之比稱平均官能度。8．平均相對分子質量通常合成聚合物是由許多相對分子質量大小不等同系物分子組成混合物。所以，高分子化合物相對分子質量只是這些同系物相對分子質量統(tǒng)計平均值。二簡答題1．舉例說明單體、單體單元、結構單元、重復單元、鏈節(jié)等含義，以及它們之間相互區(qū)分?！?eq\o\ac(○,1)單體：能夠進行聚合反應，并組成高分子基本結構組成單元小分子。即合成聚合物起始原料?！?eq\o\ac(○,2)單體單元：聚合物中具備與單體相同化學組成而不一樣電子結構單元?！?eq\o\ac(○,3)結構單元：在大分子鏈中出現以單體結構為基礎原子團。即組成大分子鏈基本結構單元?！?eq\o\ac(○,4)重復結構單元：聚合物中化學組成相同最小單位?！?eq\o\ac(○,5)鏈節(jié)：即一個重復結構單元。A.由一個結構單元組成高分子聚合聚合高分子結構能夠縮寫成單體結構單元＝單體單元＝重復單元＝鏈節(jié)n表示重復單元數，也稱為鏈節(jié)數,在此等于聚合度。B.由兩種結構單元組成高分子結構單元1重復單元1單體單元；但,重復單元＝鏈節(jié)4．舉例說明和區(qū)分：縮聚、聚加成和逐步聚合，加聚、開環(huán)聚合和連鎖聚合。①縮聚反應：具備兩個或兩個以上官能團單體，相互反應生成高分子化合物，同時產生有簡單分子(如H2O、HX、醇等)化學反應。如：甲醛跟過量苯酚在酸性條件下生成酚醛樹脂(線型)②聚加成反應：聚加成反應屬于逐步聚合(又稱逐步加成聚合)范圍，無小分子析出。比如聚氨酯合成，從反應類型來說，它是異氰酸酯中氮-碳雙鍵打開和醇中活潑氫加成，因為中間經過氫原子轉移，也叫氫轉移聚合反應。③逐步聚合(steppolymerization)：指合成雜鏈聚合物聚合反應。分為縮聚和逐步加聚（如PU合成）兩類。④加聚反應：小分子烯烴或烯烴取代衍生物在加熱和催化劑作用下，經過加成反應結合成高分子化合物反應，叫做加成聚合反應，簡稱加聚反應。如：單體能夠是兩種以上不一樣物質，如：在工業(yè)上，經過加聚反應制造合成塑料、合成橡膠等。⑤開環(huán)聚合：環(huán)狀化合物單體經過開環(huán)反應轉變成線型聚合物反應。開環(huán)聚合最大特點是聚合前后化學鍵性質不發(fā)生改變，而僅僅是鍵空間位置有了改變。如：⑥連鎖聚合（ChainPolymerization）：活性中心引發(fā)單體，快速連鎖增加聚合。烯類單體加聚反應大部分屬于連鎖聚合。連鎖聚合需活性中心，依照活性中心不一樣可分為自由基聚合、陽離子聚合和陰離子聚合。如：聚苯乙烯6.答：單體成環(huán)越穩(wěn)定，則單體越易環(huán)化，而不利于線型縮聚。反之，成環(huán)越不穩(wěn)定，則不易成環(huán)，主要進行線型縮聚。影響線型縮聚聚合物分子量原因；反應程度、反應平衡、單體當量比a.m=2時，β—氨基酸易脫氨。m=3,4時，易成穩(wěn)定五、六元環(huán)。其余主要進行線型縮聚。b.m=2,3，一元酸在一定條件下可脫梭成五、六元酸酐。其余主要進行線型縮聚。2．以下單體適合于何種機理聚合：自由基聚合，陽離子聚合或陰離子聚合？并說明理由。

CH2=CHCI,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。答：(1)CH2=CH-Cl，氯原子誘導效應和共扼效應作用相反，且均較弱，所以離子聚合困難，只能自由基聚合。(2)CH2=C(Cl)2，結構不對稱，同時比氯乙烯多一個氯原子，誘導作用加強，可進行陰離子和自由基聚合。(3)CH2=CH-CN，氰基為吸電子基團，可降低雙鍵電子云密度，可進行陰離子和自由基聚合，在一定條件下還可進行陪位聚合。(4)CH2=CH(CN)2，兩個氰基誘導吸電子作用過強，只能進行陰離子聚合。(5)CH2=CHCH3，甲基可產生供電超共扼效應，但強度不大，同時聚合產生烯丙基自由基穩(wěn)定，不會增加為大分子，故不發(fā)生自由基和離子聚合，只在特殊絡合引發(fā)劑作用下進行配位聚合。(6)CH2=C(CH3)2，兩個甲基能產生較強給電子效應，可進行陽離子聚合。在一定條件下可發(fā)生配位聚合。(7)CH2=CH-C6H5，共軛體系，π電子流動性大，易極化，可發(fā)生自由基、陰離子、陽離子聚合。(8)CF2=CF2，四個氟原子均產生吸電子誘導作用，但結構對稱，機化度小，同時氟原子體積小，可發(fā)生自由基聚合。(9）兩個吸電子基產生很強吸電子誘導作用，只可進行陰離子聚合。(10)CH2=C(CH3)CH=CH2，共扼體系，π電子流動性大，發(fā)生自由基、陰離子、陽離子聚合。1.無規(guī)、交替、嵌段、接枝共聚物結構有何差異？舉例說明這些共聚物名稱中單體前后位置要求，對以下共聚反應產物進行命名：答：無規(guī)共聚物：參加共聚單體沿分子鏈無序排列。交替共聚物：參加共聚單體沿分子鏈嚴格相間排列。嵌段共聚物：由較長某一單體鏈段與較長另一單體鏈段間隔排列。接枝共聚物：主鏈由一個單體組成，支鏈由另一個單體組成。

①丁二烯苯乙烯無規(guī)共聚物丁二烯（前）為主單體，苯乙烯（后）為第二單體②馬來酸酐乙酸2-氯烯丙基酯交替共聚物③苯乙烯異戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物前后代表單體聚合次序

④丁二烯苯乙烯接枝共聚物前為主鏈，后為支鏈2..本體法制備有機玻璃板和通用級聚苯乙烯，說明過程特征，說明怎樣處理傳熱問題、確保產品質量。答：制備通用級聚苯乙烯過程關鍵點：預聚。于80～85℃頂聚至33％～35％轉化率。聚合。送入特殊聚合反應器內在100～220℃溫度遞增條件下聚合，最終熔體擠出造粒。制備有機玻璃板過程關鍵點：預聚合。在一定條件下預聚至約10％轉化率粘稠漿液（粘度約1pa.s）.聚合。將粘稠液預聚物灌入屋脊平板模，在一定條件下使達90％轉化率。高溫后處理。深入升溫至PMMA玻璃化溫度以上（100－1200C）使殘余單體充分聚合。怎樣排散聚合熱，維持聚合溫度恒定是實施本體聚合時必須考慮和處理主要問題。苯乙烯和有機玻璃本體聚合生產分段進行，是為了先在較低溫度下使苯乙烯以較低聚合速率轉化，有利于聚合熱排散；同時因為轉化率不高，聚合體系粘度低，也有利于排散自動加速效應帶來集中放熱，以防止由局部過熱造成產物分子量分布較寬以及由溫度失控而引發(fā)爆聚。在聚合塔中逐步升溫聚合是為了逐步提升單體轉化率，盡可能使單體完全轉化，降低殘余單體。進而確保產品質量。答：5．甲醇鉀為引發(fā)劑聚合得到聚環(huán)氧乙烷分子量高達3～4萬，但在一樣條件下，聚環(huán)氧丙烷分子量卻只有3000～4000，為何？說明二者聚合機理有何不一樣。答：環(huán)氧丙烷陰離子開環(huán)聚合機理與環(huán)氧乙烷有些差異，反應在開環(huán)方式和鏈轉轉移上。環(huán)氧丙烷結構不對稱，可能有兩種開環(huán)方式，其中β-C(CH2)原子空間位阻較少，易受親核進攻，成為主攻點。但兩種開環(huán)方式最終產物頭尾結構卻是相同。環(huán)氧乙烷陰離子開環(huán)聚合產物分子量可達(3～4)×104，而環(huán)氧丙烷開環(huán)聚分子量僅3000～4000，原因是環(huán)氧丙烷分子中甲基上氫原子輕易被奪取而轉移，轉移后形成單體活性種很快轉變成烯丙醇鈉離子對，可繼續(xù)引發(fā)聚合，但使分子量降低。3．幾率效應和鄰近基團效應對聚合物反應有什么影響？各舉一例說明。答：幾率效應是指在一些由相鄰基團參加不可逆反應中，因為反應幾率原因，使得中間一些基團不能參加反應，造成各功效基反應性不一樣。譬如，聚合物分子內鄰近功效基，在進行無規(guī)、不可逆反應時，轉化率往往有一個上限，最大不超出86.5%，有些單個功效基往往不能參加反應。比如聚氯乙烯與鋅粉反應，環(huán)化率只有86.5%:鄰近基團效應是指相鄰官能團參加反應，使得功效基反應活性增強或降低。譬如，有些聚合物反應中，相鄰基團會對功效基反應性產生影響，使其反應能力增加或降低。比如聚（甲基丙烯酸對-硝基苯基酯-co-丙烯酸）共聚物水解反應，在中性介質中，高水解速率是由鄰位羧基參加引發(fā)。羧基在形成負離子后，進攻鄰近酯基，形成酸酐，從而加速水解：三英文名稱縮寫和其代表1．聚丙烯CH3CH3nCH2=CH-[CH2-CH]n-加聚、連鎖丙烯2．丁基橡膠CH3CH3nCH2=C+nCH2=CH-CH=CH2 -[CH2-C-CH2-CH=CH-CH2]n-CH3CH3異丁烯丁二烯加聚、連鎖3．尼龍-6A．nHOOC（CH2）5NH2 HO-[OC（CH2）5NH]n-+（n-1）H2O氨基已酸縮聚、逐步聚合B．nOC（CH2）5NH--[OC（CH2）5NH]n-（也可命名為聚已內酰胺）已內酰胺連鎖、開環(huán)聚合4．尼龍-6.6nHOOC（CH2）4COOH+nH2N（CH2）6NH2已二酸已二胺HO-[OC（CH2）4CO-HN（CH2）6NH]n-+（2n-1）H2O縮聚、逐步聚合2．ABS樹脂單體：丙烯腈丁二烯苯乙烯（必考）nCH2=CH+nCH2=CH-CH=CH2+nCH2=CHCN-[CH2-CH-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH]n-CN加聚連鎖3．尼龍-610單體：癸二胺酸已二胺nHOOC(CH2)8COOH+nH2N(CH2)6NH2HO-[OC（CH2）8CO-HN（CH2）6NH]n-+