高分子化学课程试题答案.doc

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1、《高分子化学》课程试题答案试题编号：04(B)课程代号：2040301课程学时：56一、基本概念题（共15分,每题3分）⒈连锁聚合：连锁聚合是指聚合反应一旦开始，反应便可以自动地一连串的进行下去，生成一个大分子的时间是极其短暂的，是瞬间完成的，只需要0。01s到几秒的时间。因此聚合物的相对分子质量与时间的关系不大。但是，单体的转化率是随时间的延长而提高的。这类聚合反应称为连锁聚合。⒉正常聚合速率：在低转化率（<5%～10%）条件下，聚合速率遵循速率方程所表现的速率为正常聚合速率，随聚合时间的延长单体浓度和引发剂浓度降低，聚合速率降低。

2、⒊向大分子转移：链自由基向大分子夺取一个基团，结果，链自由基终止为一个大分子，而原来的大分子变为一个链自由基，这就是链自由基向大分子的转移反应。⒋共聚物组成：在共聚过程中，先后生成的共聚物组成不一致，共聚物组成一般随转化率而变，存在着组成分布和平均组成的问题。共聚物组成，包括瞬时组成、平均组成、序列排布。共聚物大分子链中单体单元的比例即为共聚物组成。⒌聚合物的老化：聚合物在使用或贮存过程中,由于环境的影响,性能变坏,强度和弹性降低,颜色变暗、发脆或者发粘等现象叫聚合物的老化。二、问答题（共20分）⒈(10分)推导自由基聚合速率方程时,

3、作了哪些基本假定,并简要说明其内容？写出自由基聚合动力学方程,并说明其适用条件?假定①——官能团等活性理论的假定：链自由基的活性与链长基本无关。因此，各步增长反应速率常数相等，可用一个增长速率常数表示。（2分）假定②——稳态的假定：自由基聚合进行了一段时间以后，自由基得浓度保持不变，亦即自由基的生成速率等于自由基的消失速率，6（3分）假定③——大分子链很长的假定：用单体消耗的总速率表示聚合的总速率：同时认为大分子链很长，用于引发消耗的单体远小于用于增长消耗的单体，亦即（2分）于是，增长速率就近似等于聚合总速率（2分）或者（1分）适用条

4、件：双基终止和低转化率<5%~10%。⒉(6分)与自由基聚合相比较,试说明离子聚合反应在反应温度、链终止方式三方面的特征?⑴（3分）反应温度自由基聚合的温度通常在50℃以上进行。因为引发活化能较高,而离子聚合的引发活化能较低,一般在低温下进行。如异丁烯的阳离子聚合反应温度在-100℃。苯乙烯的阴离子聚合反应温度在-70℃。相反,高温时碳离子不稳定不能得到相对分子质量高的聚合物。因此,离子聚合在工业上的应用不像自由基聚合那样广泛。凡是能用自由基聚合的,不用离子聚合。⑵（3分）链终止反应自由基聚合多以双基终止。离子聚合因为中心离子带有相同

5、电荷相互排斥,不能双基终止,因而不存在自动加速现象。在阴离子聚合中,在适当的条件下,阴离子活性增长链长期不终止形成活性聚合物。在阳离子聚合中,阳离子活性增长链自发终止,或向单体转移终止,或向添加剂转移终止。⒊(4分)试综述在连锁聚合反应的单体中，单体上取代基的电子效应和空间效应对单体聚合能力产生影响?⑴（1分）对于单取代的烯类单体，只考虑电子效应不必考虑取代基的空间效应。6⑵（1分）对于同碳二元取代的烯类单体除1,1-二苯基乙烯外，只考虑电子效应，不必考虑取代基的空间效应。⑶（1分）对于非同碳二元取代、三元取代、四元取代的烯类单体只考

6、虑取代基的空间效应，不必考虑电子效应，由于空间位阻，一般不能聚合。⑷（1分）氟代乙烯例外，不管氟代的位置和数量都能进行自由基聚合。⒌(3分)诱导期产生的原因?与阻聚剂的关系怎样?解：诱导期产生的原因：体系中存在杂质（阻聚剂）引发剂产生的初级自由基首先与杂质反应，待杂质除尽后，体系才能正常聚合。虽然体系中达到聚合温度，但看不到聚合反应进行（聚合速率为零），待体系中杂质除尽，才看到聚合反应进行，这段时间称为诱导期。体系中杂质越多，诱导期越长。三、计算题（共33分，根据题目要求计算下列各题）⒈（10分）尼龙-1010是根据“1010盐”中过

7、量的癸二酸控制相对分子质量，如果要求尼龙-1010的相对分子质量，试计算“1010盐”的酸值（）？并写出有关的聚合反应方程式。解：（4分）有关的聚合反应方程式：（2分）6（2分）（2分）⒉（12分）用过氧化二苯甲酰BPO作引发剂，苯乙烯聚合时各基元反应的活化能分别为。试比较温度从50℃增至60℃时，⑴总反应速率变化的情况？⑵相对分子质量变化情况？解：⑴（共6分，每错一处扣1分）总反应速率变化的情况⑵（共6分，每错一处扣1分）相对分子质量变化情况⒊(11分,每错一处扣1分)示意画出下列各对竞聚率的共聚物组成曲线，并说明其特征。计算x1=

8、0.5时,低转化率阶段x’2的值?情况1230.20.20.20.8510情况123特征非理想恒比一般理想非理想非恒比0.50.50.50.5320.8330.902情况16四、（共5分，每错一个方程式扣1分）在阴离子聚