高分子化學(xué)復(fù)習(xí)題答案

1、答案大部分都是在網(wǎng)上或者書上找到的，少數(shù)自己總結(jié)的，不能確保百分之百正確，僅供參考，如發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤和遺漏之處，請大家指出！計(jì)算題第二題方法應(yīng)該沒錯(cuò)，答案有保留小數(shù)方面的問題，如果有人找到正確的解答歡迎補(bǔ)充。一、名詞解釋1. 凝膠化現(xiàn)象:多官能團(tuán)單體聚合到某一程度，開始交聯(lián)，粘度突增，氣泡也難上升的現(xiàn)象。2. 多分散性：合成聚合物總是存在一定的分子量分布，常稱作多分散性。3. 玻璃化溫度：非晶態(tài)熱塑性聚合物在玻璃態(tài)下受熱轉(zhuǎn)變成高彈態(tài)時(shí)的轉(zhuǎn)變溫度。4. 自由基聚合：自由基成為活性種，打開烯類的 鍵，引發(fā)聚合，成為自由基聚合。5. 膠束成核：難溶于水的單體其短鏈自由基只增長少數(shù)單元（4），就被沉析出來，

2、與初級自由基一起 被增溶膠束捕捉，引發(fā)其中的單體聚合而成核，即所謂膠束成核。6. 加聚：稀類單體鍵斷裂而后加成聚合起來的反應(yīng)。7. 縮聚反應(yīng)：是官能團(tuán)單體多次縮合成聚合物的反應(yīng)，除形成縮聚物外，還有水、醇、氨或氯化氫等低分子副產(chǎn)物產(chǎn)生。8. 接枝共聚物：主鏈由某一種單元組成，支鏈則由另一種單元組成。9. 競聚率：是指單體均聚和共聚鏈增長反應(yīng)速率之比。10. 均相成核：溶于水中的單體引發(fā)聚合形成短鏈自由基，多條這樣親水性較大、鏈較長的短鏈自由基相互聚集在一起，絮凝成核的現(xiàn)象。11. 定向聚合：定向聚合指單體經(jīng)過定向配位、絡(luò)合活化、插入增長等形成立構(gòu)規(guī)整（或定 向）聚合物的過程12. 開環(huán)聚合：環(huán)

3、狀單體 -鍵斷裂而后開環(huán)、 形成線性聚合物的反應(yīng)， 稱作開環(huán)聚合。13. 共聚合：由兩種或兩種以上單體共同聚合，生成同一分子中含有兩種或兩種以上單體單元的聚合物的反應(yīng)。14. 化學(xué)計(jì)量聚合 ：陰離子的活性聚合由于其聚合度可由單體和引發(fā)劑的濃度定量計(jì)算確定，因此也稱為化學(xué)計(jì)量聚合。15. 嵌段共聚物：是將兩種或兩種以上性質(zhì)不同的聚合物鏈段連在一起制備而成的一種特殊聚合物，每一鍛煉可長達(dá)至幾千結(jié)構(gòu)單元。16. 種子乳液聚合：將少量單體在有限的乳化劑條件下先乳液聚合成種子膠乳（50-100nm），然后將少量種子膠乳（1%-3%）加入正式乳液聚合的配方中，種子膠粒被單體所溶脹，繼續(xù)聚合，使粒徑增大的過

4、程二、填空題（共20分,每空1分）1. 按單體-聚合物結(jié)構(gòu)，聚合反應(yīng)可分為 縮聚 、加聚 、 開環(huán)聚合 三大類；而按聚合機(jī)理，則另分成為 逐步聚合 和 連鎖聚合 兩大類。2. 聚合物可以處于 非晶態(tài) 、 部分 結(jié)晶和 晶態(tài) 。非晶態(tài)聚合物又可以分為 玻璃態(tài) 、 高彈態(tài) 、 粘流態(tài) 三種力學(xué)態(tài)。3. 二元共聚物有 無規(guī) 共聚物， 交替 共聚物， 嵌段 共聚物，接枝共聚物。4. 分子量控制是 線形 縮聚的關(guān)鍵，凝膠點(diǎn)的控制是 體形 縮聚的關(guān)鍵。5. 實(shí)施逐步聚合有 熔融 聚合， 溶液 聚合， 界面 縮聚， 固相 縮聚等四種方法。6. 加聚是加成聚合的簡稱，一般屬于連鎖聚合機(jī)理，包括 自由基聚合 、

5、 陰離子聚合 、 陽離子聚合 、 配位聚合 等。7. 按共聚物結(jié)構(gòu)，共聚合可以分成 無規(guī) 共聚， 交替 共聚， 嵌段 共聚， 接枝 共聚等幾類。8. 引發(fā)劑的選擇原則是根據(jù)聚合實(shí)施方法選擇 引發(fā)劑種類 、 根據(jù)聚合溫度選擇 分解活化能適當(dāng) 的引發(fā)劑、根據(jù)聚合周期選擇 半衰期與聚合時(shí)間相當(dāng) 的引發(fā)劑。9. 乳液聚合影響因素有單體、引發(fā)劑 和 乳化劑 、其他助劑的 種類 和用量等配方問題；以及 溫度 、攪拌強(qiáng)度、 加料方式 、停留時(shí)間分布（連續(xù)法）等操作條件。10. 嵌段共聚物的性能與鏈段 種類 、 長度 、 數(shù)量 有關(guān)。11. 引發(fā)劑 是影響立構(gòu)規(guī)整程度的關(guān)鍵因素，溶劑和溫度則是輔助因素12.

6、環(huán)的穩(wěn)定性與 環(huán)的大小 、環(huán)中 雜原子 、 取代基 三因素有關(guān)。13. 傳統(tǒng)乳液聚合配方由非水溶性單體、 水溶性 引發(fā)劑、 水溶性乳化劑 、水四組分構(gòu)成，形成膠束、單體液滴、水三相。三、判斷題1. 乳化劑是進(jìn)行乳液聚合的重要組分，乳化劑在乳液聚合中起到乳化、穩(wěn)定和增溶的作用。（ 正確）P155 第五段2. 無規(guī)預(yù)聚物中基團(tuán)分布和后續(xù)反應(yīng)是有規(guī)律的。（錯(cuò)誤 ）P40第三段3. 自由基聚合的缺點(diǎn)是聚合物的微結(jié)構(gòu)、聚合度和多分散性無法控制。（正確）P109第二段4. r1=r2=0,表明兩種自由基都能與同種單體均聚，也能與異種單體共聚。（錯(cuò)誤）只能發(fā)生交替共聚P142或者P124第四段5. 在自由基

7、聚合中，升高溫度，將加速引發(fā)劑分解，從而提高聚合速率。（正確）P90第二段6. 自由基聚合機(jī)理是慢引發(fā)、快增長、速終止、有轉(zhuǎn)移，總反應(yīng)速率由鏈引發(fā)來控制。（ 錯(cuò)誤）此為機(jī)理特征，而不是機(jī)理P113或75第三段7. 取代基的共軛效應(yīng)、極性效應(yīng)和位阻效應(yīng)對單體的活性影響不大。（ 錯(cuò)誤）P66-688. 通過微乳液聚合可以制備納米級微粒。（正確）P162第四段9. 懸浮聚合物的粒徑主要受攪拌和分散劑控制。（ 正確）P150倒數(shù)第一段10. 陰離子聚合可用來合成窄分子量分布的聚合物和嵌段共聚物。（ 正確）P190第五段11. 在己內(nèi)酰胺的陰離子開環(huán)聚合中，聚合時(shí)加入預(yù)先制備出的N - 乙?；簝?nèi)酰胺一

8、樣不可以消除誘導(dǎo)期；（ 正確）P224倒數(shù)第二段12. 溶劑的極性會(huì)影響到陽離子活性種的活性和增長速率常熟。（ 正確 ）P186倒數(shù)第三段13. Z-N引發(fā)劑對聚合物的立構(gòu)規(guī)整度影響不大，目前有四類引發(fā)體系。（ 錯(cuò)誤）P198第一段14. 線形縮聚的首要條件是需要2-2或2-官能度體系作原料。（ 正確）P19倒數(shù)第一段15. 在聚氨酯合成，成型全過程中，往往不需經(jīng)要過預(yù)聚，直接經(jīng)過交聯(lián)交階段即可。（ 錯(cuò)誤）P50倒數(shù)第二段16. 苯乙烯可作為乙酸乙烯酯自由基聚合的阻聚劑。（正確 ）苯乙烯的相對活性1/r1=k12/k11,醋酸乙烯酯的相對活性1/r2=k21/k22，苯乙烯的相對活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于醋

9、酸乙烯酯的，說明苯乙烯的自由基共聚和的活性比較大，而醋酸乙烯酯的均聚活性比較大。當(dāng)在醋酸乙烯酯均聚時(shí)加入少量苯乙烯，會(huì)影響醋酸乙烯酯的均聚的聚合速率，使其降低，反應(yīng)產(chǎn)物會(huì)減少，因?yàn)槠渲幸徊糠执姿嵋蚁ズ捅揭蚁┌l(fā)生共聚四、簡答題（共42分，每題7分）1 舉例說明和區(qū)別線形結(jié)構(gòu)和體形結(jié)構(gòu)、熱塑性聚合物和熱固性聚合物、非晶態(tài)聚合物和結(jié)晶聚合物。2 什么是凝膠效應(yīng)和沉淀效應(yīng)？舉例說明。 對于單體、聚合物、溶劑互溶的均相體系，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)入中期后，體系粘度加大，妨礙大分子鏈自由基的擴(kuò)散，導(dǎo)致鏈終止反應(yīng)速率常數(shù)隨粘度增大而迅速下降，而粘度變化對單體擴(kuò)散并不影響，鏈增長反應(yīng)速率常數(shù)基本不變，由此表現(xiàn)出粘度增加的

10、凈結(jié)果為聚合速率加速，這一現(xiàn)象稱為凝膠效應(yīng)。例如，甲基炳烯酸甲脂在苯中聚合，當(dāng)單體濃度大于60%后，出現(xiàn)自動(dòng)加速現(xiàn)象。 當(dāng)反應(yīng)體系為互不相溶的非均相體系時(shí)，整個(gè)聚合反應(yīng)在異相中進(jìn)行，放心形成的聚合物在一開始就從體系中沉析出來，鏈自由基包裹在長鏈形成的無規(guī)線團(tuán)內(nèi)，難以終止，從而使聚合加快，這種效應(yīng)稱為沉淀效應(yīng)。例如，氯乙烯的聚合，聚合物不溶于單體，在很低轉(zhuǎn)化率下就產(chǎn)生自動(dòng)加速。3 什么叫玻璃化溫度？橡膠和塑料的玻璃化溫度有何區(qū)別？聚合物的熔點(diǎn)有什么特征？非晶態(tài)熱塑性聚合物低溫時(shí)呈玻璃態(tài)，受熱至某一溫度范圍，則轉(zhuǎn)變成高彈態(tài)（橡膠態(tài)），這一轉(zhuǎn)變溫度特稱為玻璃化溫度Tg。 玻璃化溫度是非晶態(tài)塑料玻璃化

11、溫度是非晶態(tài)塑料（如聚氯乙烯、聚苯乙烯等）的使用上限溫度，是橡膠（如順丁橡膠、天然橡膠等）的使用下限溫度。熔點(diǎn)是晶態(tài)轉(zhuǎn)變成熔體的熱轉(zhuǎn)變溫度，是晶態(tài)聚合物的使用上限溫度。晶態(tài)聚合物往往結(jié)晶不完全，加上分子量有一定分布，因此無固定熔點(diǎn)，而有一定熔融范圍。在一定范圍內(nèi)，聚合物熔點(diǎn)隨分子量的增加而增加，然后趨于穩(wěn)定，最后接近定值。4 自由基聚合時(shí)，單體轉(zhuǎn)化率與聚合物相對分子質(zhì)量隨時(shí)間的變化有何特征？與聚合機(jī)理有何關(guān)系？ 自由基集合時(shí)，引發(fā)劑是在較長時(shí)間內(nèi)逐漸分解釋放自由基的，因此單體是逐次與產(chǎn)生的自由基作用增長的，故轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間延長而逐漸增加。而對產(chǎn)生的一個(gè)火星中心來說，它與單體間反應(yīng)的活化能很低，K

12、p值很大，因此瞬間內(nèi)就可生成高聚物。因此，從反應(yīng)一開始有自由基生成時(shí)，聚合物分子量就很大，反應(yīng)過程中任一時(shí)刻生成的聚合物分子量相差不大。5 為什么要對共聚物的組成進(jìn)行控制？在工業(yè)上有哪幾種控制方法？它們各針對什么樣的聚合反應(yīng)，試各舉一實(shí)例說明。由于在共聚物反應(yīng)中，兩單體共聚物的活性不同，其消耗程度就不一致，故體系物料配比不斷改變，所得的共聚物的組成前后不均一，無法獲得組成均一的共聚物。主要控制方法有：6 在乙酸乙烯酯進(jìn)行自由基聚合時(shí)，若加入少量的苯乙烯會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?為什么?（用反應(yīng)式說明之）。7 分別敘述進(jìn)行陰離子，陽離子聚合時(shí)，控制聚合反應(yīng)速度和聚合物分子量的主要方法。 進(jìn)行離子聚合時(shí)，一

13、般多采用改變聚合反應(yīng)溫度或改變?nèi)軇O性的方法來控制聚合反應(yīng)速度。陰離子聚合一般為無終止聚合，所以通過引發(fā)劑的用量可調(diào)節(jié)聚合物的分子量。有時(shí)也通過加入鏈轉(zhuǎn)移劑（例如甲苯）調(diào)節(jié)聚合物的分子量。陽離子聚合極易發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)。鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)式影響聚合物分子量的主要因素，而聚合反應(yīng)溫度對鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)的影響很大。所以一般通過控制聚合反應(yīng)溫度來控制聚合物的分子量，也可加入鏈轉(zhuǎn)移劑來進(jìn)行調(diào)節(jié)。8 丙烯進(jìn)行自由基聚合、離子聚合及配位陰離子聚合時(shí)能否形成高分子聚合物？為什么？怎樣分離和鑒定所得聚合物為全同聚丙烯？丙烯自由基聚合時(shí)，自由基易從丙烯分子上提取氫，形成低活性烯丙基自由基，所以得不到高聚物。離子聚合，由于甲基為

14、推電子基，不易陰離子聚合，而一個(gè)甲基的推電作用弱，陽離子聚合也難，活性中心易發(fā)生異構(gòu)化，變成相對穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，因此只能生成低聚物。用Ziegler-Natta催化劑進(jìn)行配位聚合可得高聚物，因?yàn)閱误w聚合能力弱，但催化劑能力強(qiáng)。鑒定可用沸騰庚烷萃取法和光譜法。9 簡述引發(fā)劑的種類，并舉例。(1) 偶氮類引發(fā)劑，例：偶氮二異丁腈 （AIBN）(2) 有機(jī)過氧類引發(fā)劑，例：過氧二苯甲酰（BPO）(3) 無機(jī)過氧類引發(fā)劑，例: 過硫酸鉀(4) 氧化還原引發(fā)體系10 使用Ziegler-Natta催化劑時(shí)須注意什么問題，聚合體系、單體、溶劑等應(yīng)采用何種保證措施？聚合結(jié)束后用什么方法除去殘余催化劑？Ziegl

15、er-Natta催化劑的主催化劑是路易斯酸，為常用的陽離子聚合引發(fā)劑；共催化劑是路易斯堿，為常用的陰離子聚合引發(fā)劑，活性中心易與水、空氣中的氧、二氧化碳等反應(yīng)失去活性。反應(yīng)體系應(yīng)用惰性氣體保護(hù)，除去空氣；水分，繁體、溶劑在反應(yīng)前應(yīng)精制、凈化。溶劑多用烴類化合物。一般高效催化劑由于用量少，可不脫除。如有需要，可加入水、醇、螯合劑來脫除。11 合成分子量窄分布聚合物的聚合反應(yīng)條件有哪些？（1）在聚合過程中不發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移和鏈終止；（2）與鏈增長速度相比，鏈引發(fā)速度相對較快，鏈增長幾乎同時(shí)開始；（3）攪拌良好，反應(yīng)物的反應(yīng)機(jī)會(huì)均等；（4）解聚可以忽略。12 什么是自動(dòng)加速現(xiàn)象？產(chǎn)生的原因是什么？對聚合反

16、應(yīng)及聚合物會(huì)產(chǎn)生什么影響？當(dāng)自由基聚合進(jìn)入中期后，隨轉(zhuǎn)化率增加，聚合速率自動(dòng)加快，這一現(xiàn)象稱為自動(dòng)加速現(xiàn)象。這是由于凝膠效應(yīng)和沉淀效應(yīng)使鏈自由基的終止速率受到抑制，而鏈增長速率變化不大，從而是聚合速率加快。自動(dòng)加速現(xiàn)象可提高聚合反應(yīng)速率，但控制不好，會(huì)出現(xiàn)爆聚使聚合失敗。自動(dòng)加速現(xiàn)象使聚合物分子量分布變寬。13 聚合物化學(xué)反應(yīng)有哪些特征？與低分子化學(xué)反應(yīng)有什么區(qū)別？與低分子化合物相比，由于聚合物分子量高，結(jié)構(gòu)和分子量有多分散性，因此聚合物在進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時(shí)有以下幾方面特征：（1）如反應(yīng)前后聚合物的聚合度不變，由于原料的原由官能團(tuán)往往和產(chǎn)物在同一分子鏈中，也就是說，分子鏈中官能團(tuán)很難完全轉(zhuǎn)化，此類

17、反應(yīng)需以結(jié)構(gòu)單元作為化學(xué)反應(yīng)的計(jì)算單元。（2）如反應(yīng)前后的聚合物的聚合度發(fā)生變化，則情況更為復(fù)雜。這種情況常發(fā)生在原料聚合物主鏈中有弱鍵，易受化學(xué)試劑進(jìn)攻的部位，由此導(dǎo)致裂解或交聯(lián)。（3）與低分子反應(yīng)不同，聚合物化學(xué)反應(yīng)的速度還受到大分子在反應(yīng)體系中的形態(tài)和參加反應(yīng)的相鄰基團(tuán)等的影響。（4）對均相的聚合物化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)常為擴(kuò)散控制，溶劑起著重要的作用。對非均相反應(yīng)則情況更為復(fù)雜14 懸浮聚合和微懸浮聚合在分散劑選用、產(chǎn)品顆粒特性上有何不同？懸浮聚合分散劑主要是水溶性高分子和不溶于水的無機(jī)粉末，而微懸浮聚合的分散劑是特殊的復(fù)合乳化體系，即由離子型表面活性劑和難溶助劑組成；懸浮聚合產(chǎn)品的粒度一般在

18、50um-2000um之間，而微懸浮聚合產(chǎn)品的粒度介于0.2um-1.5um之間。五、計(jì)算題1. 求下列混合物的數(shù)均分子量、質(zhì)均分子量和分子量分布指數(shù)。a、組分A：質(zhì)量 = 10g，分子量 = 30 000；b、組分B：質(zhì)量 = 5g，分子量 = 70 000；c、組分C：質(zhì)量 = 1g，分子量 = 100 0002. 等摩爾二元醇和二元酸縮聚，另加醋酸1.5%，p=0.995或0.999時(shí)聚酯的聚合度多少？3. 用過氧化二苯甲酰作引發(fā)劑，苯乙烯在60下進(jìn)行本體聚合，試計(jì)算鏈引發(fā)、向引發(fā)劑轉(zhuǎn)移、向單體轉(zhuǎn)移三部分在聚合度倒數(shù)中所占的百分比。對聚合有何影響？計(jì)算時(shí)用下列數(shù)據(jù)：I=0.04 molL