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1、习题库第一章1.1高分子链的近程结构1.1.1结构单元的化学组成例1-1以下化合物,哪些是天然高分子化合物,哪些是合成高分子化合物(1)蛋白质,(2)PVC,(3)酚醛树脂,(4)淀粉,(5)纤维素,(6)石墨,(7)尼龙66,(8)PVAc,(9)丝,(10)PS,(11)维尼纶,(12)天然橡胶,(13)聚氯丁二烯,(14)纸浆,(15)环氧树脂解:天然(1)(4)(5)(6)(9)(12)(14),合成(2)(3)(7)(8)(10)(11)(13)(15)1.1.2构型例1-2试讨论线形聚异戊二烯可能有哪些不同的构型,假
2、定不考虑键接结构(画出结构示意图)。解:聚异戊二烯可能有6种有规立构体,它们是:①顺1,4加成②反1,4加成④3,4加成全同立构③1,2加成全同立构⑤1,2加成间同立构⑥3,4加成间同立构常见错误分析:本题常见的错误如下:(1)将1,2加成与3,4加成写反了。按IUPAC有机命名法中的最小原则,聚异戊二烯应写成而不是即CH3在2位上,而不是在3位上。(2)“顺1,4加成又分成全同和间同两种,反1,4加成也分成全同和间同两种。”顺1,4或反1,4结构中没有不对称碳原子,没有旋光异构体。甲基与双键成120°角,同在一个平面上。例1-
3、3环氧丙烷经开环聚合后,可得到不同立构的聚合物(无规、全同、间同),试写出它们的立构上的不同,并大致预计它们对聚合物性能各带来怎样的影响?*解:聚环氧丙烷的结构式如下:存在一个不对称碳原子(有星号的),因而有以下全同、间同和无规立构体。①全同②间同③无规性能的影响是:全同或间同立构易结晶,熔点高,材料有一定强度;其中全同立构的结晶度、熔点、强度会比间同立构略高一点。无规立构不结晶或结晶度低,强度差。常见错误分析:“只存在间同立构,不存在全同立构。”以上写法省略了H,根据上述结构式,似乎只存在间同不存在全同。这是一种误解,实际上碳
4、的四个价键为四面体结构,三个价键不会在一个平面上。而在平面上表示的只是一个示意,全同与间同的真正区别在于CH3是全在纸平面之上(或之下),或间隔地在纸平面之上和之下。例1-4试述下列烯类高聚物的构型特点及其名称。式中D表示链节结构是D构型,L是L构型。(1)-D-D-D-D-D-D-D-(2)-L-L-L-L-L-L-L-(3)—D-L-D-L-D-L-D-L-(4)—D-D-L-D-L-L-L-解:(1)全同立构;(2)全同立构;(3)间同立构;(4)无规立构。常见错误分析:“(1)和(2)是均聚;(3)是交替共聚;(4)是无
5、规共聚。”这里是将构型与共聚序列混为一谈。例1-5计算在平面锯齿形间同和全同PVC链中最近邻的两个氯原子的中心之间的距离。氯原子的范德华直径为0.362nm,从该计算结果,你能得到关于全同PVC链的什么信息?解:对于间同立构PVC(a)从锯齿形碳骨架的平面观察(b)沿链方向观察x=0.251nm;y=2bsin,b=0.177nm,≈109.5˚/2,因而y=0.289nm。两个氯原子的距离为(x2+y2)=0.383nm。对于全同立构PVC,氯原子的距离x=0.251nm。因而平面锯齿形PVC链就不可能是全同立构的。例1-6写
6、出由取代的二烯CH3—CH=CH—CH=CH—COOCH3经加聚反应得到的聚合物,若只考虑单体的1,4一加成,和单体头一尾相接,则理论上可有几种立体异构?解该单体经1,4一加聚后,且只考虑单体的头一尾相接,可得到下面在一个结构单元中含有三个不对称点的聚合物:即含有两种不对称碳原子和一个碳一碳双键,理论上可有8种具有三重有规立构的聚合物。(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)图l-5三重有规立构的聚合物(a)反式——叠同三重全同立构(trans-erythrotriisotactic)(b)顺式——叠同三重全同立构(ci
7、s-erythro-triisotactic)(c)反式——非叠同三重全同立构(trans—threotriisotactic)(d)顺式——非叠同三重全同立构(cis-threo-triisotactic)(e)反式——非叠同三重间同立构(trans-threoytrisyndiotactic)(f)顺式——非叠同三重间同立构(cis-threotrisyndiotactic)(g)反式——叠同三重间同立构(trans-erythreoytrisyndiotactic)(h)顺式——叠同三重间同立构(cis-erythreot
8、risyndiotactic)例1-7以聚丁二烯为例,说明一次结构(近程结构)对聚合物性能的影响?解:单体丁二烯进行配位聚合,由于1,2加成与1,4加成的能量差不多,所以可得到两类聚合物。一类是聚1,2-丁二烯,通式是;另一类是聚1,4-丁二烯,通式是。每一类都