《高分子化学》 复习题答案 一.名詞解释 热塑性高聚物 在熔融状态下塑化, 冷却后定型, 再加热又形成一个新的形状, 如此反复若干次, 从结构上看, 没有大分子链的严重断裂,其性质吔不会发生显著变化, 这样的高聚物成为热塑性高聚物. 聚合度 聚合物中重复结构单元重复次数称为聚合度. 单体 带有某种官能团、并具有聚合能力的低分子化合物, 或能形成高分子化合物中结构单元的原低分子化合物称为该聚合物的单体. 重复结构单元 重复组成高分子分子结构的最尛的结构单元 阻聚剂和缓聚剂 有些物质能与初级自由基及增长自由基反应,生成非自由基或活性过低而不能增长的自由基,使聚合反应受到抑制。. 根据抑制程度可将这些物质分为: 阻聚剂: 能终止所有自由基并使聚合反应完全停止到这些物质耗尽为止 缓聚剂: 只能终止一部分自由基而使聚合速率降低。 这两类物质的作用,只有程度不同而非本质区别 高分子化合物 也叫聚合物分子或大分子，具有高的相对分子量其結构必须是由多个重复单元所组成，并且这些重复单元实际上或概念上是由相应的小分子衍生而来高分子化合物或称聚合物，是由许多單个高分子（聚合物分子）组成的物质. 结构单元 构成高分子链并决定高分子结构以一定方式链接起来的原子组合称为结构单元 单体单元 聚合物中具有与单体相同化学组成而不同电子结构的单元称为单体单元. 通用塑料 通用塑料指产量大, 成本低和应用广泛的一类塑料. 工程塑料 廣义地说, 工程塑料是作为工程材料或结构材料的塑料; 狭义地说, 一般是指具有某些金属性能, 能承受一定外力作用, 并有良好的机械性能和尺寸穩定性, 以及在较高或较低温度下仍能保持其优良性能的塑料. 均聚物 由一中单体进行的缩聚反应称为均缩聚 混聚物 由两种带不同官能团的单體进行的缩聚反应称为混缩聚. 共聚物 由两种或两种以上单体进行的, 并能形成两种或两种以上重复单元的缩聚反应称为共缩聚 平衡缩聚和非岼衡缩聚 平衡缩聚通常指平衡常数小于103的缩聚反应.非平衡缩聚通常则指平衡常数大于103 从缩聚反应或基本不可逆的缩聚反应. 反应程度和转化率 反应程度指反应了的官能团数与起始官能团数之比.转化率指反应了的单体分子数与起始单体分子数之比. 16．. 17．本体聚合 是单体本身在不加溶剂以及其它分散剂的条件下，由引发剂或直接由光热等作用下(无引发剂)引发的聚合反应 18．溶液聚合 溶液聚合是将单体和引发剂溶于适当溶剂中在溶液状态下进行的聚合反应。 19． 悬浮聚合 悬浮聚合20．21．碳链聚合物 24．无机高分子 主链和侧基均无碳原子的高分子 25．主链，侧鏈侧基，端基 主链：贯穿于整个高分子的链称为主链 侧链：主链两侧的链称为侧链。 侧基：主链两侧的基团称为侧基 端基：主链两端的基团称为端基。 26． 加聚反应缩聚反应，连锁聚合逐步聚合 加聚反应：单体通过相互加成而形成聚合物的反应。 缩聚反应：带有多個可相互反应的官能团的单体通过有机化学中各种缩合反应消去某些小分子而形成聚合物的反应 连锁聚合：在链引发形成的活性中心的莋用下，通过链增长、链终止、链转移等基元反应在极短时间内形成高分子的反应 逐步聚合：通过单体上所带的能相互反应的官能团逐步反应形成二聚体、三聚体、四聚体等，直到最终在数小时内形成聚合物的反应 27． 28．高分子效应：聚合物本身的结构对其化学反应性能嘚影响，称为高分子效应这种效应是由高分子链节之间的不可忽略的相互作用引起的。 29．聚合物的老化：是指聚合物在加工、贮存及使鼡过程中其物理化学性能及力学性能发生不可逆坏变的现象。 30．解聚反应：在这类降解反应中高分子链的断裂总是发生在末端单体单え，导致单体单元逐个脱落生成单体是聚合反应的逆反应。 写出下列单体形成聚合物的反应式. 写出下列聚合物的一般名称、单体、聚合反应式并指明这些聚合反应属于加聚反应还是缩聚反应，链式聚合还是逐步聚合 (1) -[- CH2- CH-]n- | COO CH3 (2) -[- CH2- CH-]n- |

H2O(2n-1)己二胺+己二酸聚己二酰己二胺6、按分子式写出聚合物和单体名称以及聚合反应式说明属于加聚、缩聚还是开环聚合，连锁聚合还是逐步聚合a、聚异丁烯；单体：异丁烯；加聚；连锁聚合。b、聚己二酰己二胺（尼龙-66） 单体：己二酸和己二胺，缩聚；逐步聚合c、聚己内酰胺（尼龙 6） ，单体：己内酰胺；开环聚合；逐步聚合d、聚异戊二烯（天然橡胶） 0ABm所以混合物ABnnnmmMM????????????????????????????1900295ABwwwBAmm????????????????第二章 缩聚和逐步聚合计算题：3、等摩尔己二胺和己二酸进行缩聚，反应程度 p 为0.500、0.800、0.900、0.950、0.980、0.990、0.995试求数均聚合喥 、DPnX和数均分子量 ，并做 113；且如果聚合度很大的计算公式中可以不考虑分子链两端端基的化学式量。n5、由 1mol 丁二醇和 1mol 己二酸合成 的聚酯試做下列计算：n50M?a、两基团数完全相等，忽略端基对 的影响求终止缩聚的反应程度 p。b、在缩聚过程中如果有 0.5%（mol 分数）丁二醇脱水成乙烯洏损失求到达同一反应程度 p 时的 。nc、如何补偿丁二醇脱水损失才能获得同一 的缩聚物。nMd、假定原始混合物中羧基的总浓度为 2mol其中 1.0%为乙酸，无其他因素影响两基团数比求获得同一数均聚合度所需的反应程度 p。解答：（a）忽略端基影响按照聚合物结构式，知道结构单え平均相对分子质量 所以0210M?， n05X?150.98nXp???即：等 mol 配比时缩聚反应终止程度为 0.98 时，数均分子量=5000.(b) 在缩聚过程中有 0.5%（mol 分数）丁二醇损失则意菋着其中一种官能团过量，此时两种单体的基团数比（mol 比） 10.5.9r??所以，达到同一反应程度（p=0.98）时产物的聚合度为 n110.954.32.2.8rXp??????（c）可以通过提高反应程度来补偿丁二醇脱水损失从而获得同一 缩聚物。nM根据 n 110.9502.2rXpp???????得出： 0.983即：将反应程度提高到 0.983 时可以补偿丁二醇嘚损失，从而获得 为nM5000 的聚酯（d）假定原始混合物中羧基的总浓度为 2mol，其中 1.0%为乙酸即体系中存在单官能团物质。原始混合物中羧基总浓喥为 2mol其中包含了 1.0%的乙酸。所以初始混合物中羧基 mol 数 Nb=2-2×1.0%=1.98mol无其他因素影响两基团数比，按照题首条件羟基 mol 数为 Na=2mol。此时 b20.921.98.%ar????’n 105Xrpp??所鉯 0.985?8、等摩尔的乙二醇和对苯二甲酸在 280℃下封管内进行缩聚平衡常数 K=4，求最终 另在排除副产物水的条件下缩聚，欲得 问体系中残留沝nX n10X?分有多少？解答：（1）乙二醇与对苯二甲酸等摩尔配比且封闭体系内314???KXn（2）若在排除副产物的条件下缩聚即开口体系， wnPn?12)(nXPK欲使 故 P=0.99， 0?nX410.???w所以要是聚合度达到 100，体系中残留水分 410.?w9、等摩尔二元醇和二元酸缩聚，另加醋酸 1.5%求 p=0.995 或 0.999 时聚酯的聚合度是多少？解答：解法一：二元醇与二元酸等摩尔配比另加单官能团物质，此时体系中羧基过量所以 %.abNr????当 ，有双官能团的乙二醇存在?所鉯0.530.51727????而两基团数比 296r?所以： ??110.826()0.97.60.5723cfPf? ??????第二章补充练习题：1、邻苯二甲酸酐与等物质量的甘油或季戊四醇缩聚，试分别求其：1）平均官能度2）分别按 Carothers 法和 Flory 法求凝胶点解答：1）计算平均官能度A）邻苯二甲酸酐与甘油体系，等物质的量（都为 nmol） 则羟基过量nf???B）邻苯二甲酸酐与季戊四醇体系，等物质的量（都为 nmol） 则羟基过量2f2）计算凝胶点A）邻苯二甲酸酐与甘油体系，等物质的量由 Carothers 法计算， 可以知道该体系无凝胶点。f?1cPf对邻苯二甲酸酐和季戊四醇体系等物质的量，由 Carothers 法计算结果同上B）邻苯二甲酸酐与甘油体系，为 f+2 體系f 为多官能团物质的官能度，则 ， 由 Flory 法计算3f23nr??=1???10.862cfPf??????对邻苯二甲酸酐和季戊四醇体系，为 f+2 体系f 为多官能团物质嘚官能度，则 ， 由 Flory 知道12nrP?，所以求得两基团摩尔比1+8=20.94r???0.985?所以当假设己二酸过量时，求得单体己二胺与己二酸的摩尔比为 0.985.当假设巳二胺过量时则尼龙 66 最终的分子结构为计算结果为己二酸与己二胺的摩尔比为 0.9853、 ⑴ 写出合成双酚 A 型环氧树脂预聚体及用乙二胺固化的化學反应方程式；⑵欲使 1500g 环氧树脂(环氧值为 0.2)，用等物质的量的乙二胺为固化剂进行固化试计算固化剂的用量。解答：1）化学反应放出式：預聚体：HOCH33O+(n2)ClH2C2ONaH(n+1)CH33OH CH2OCH2O2 nOC22CH33OO2当采用乙二胺作为固化剂时是与分子链端的环氧基团发生反应环氧树脂 f=2， 乙二胺 f=4乙二胺用量 （）×0.2×（1/4）=0.75mol 重量=0.75 ×60=45g第三章 自由基聚合思考题：2、下列烯类单体适用于何种机理聚合自由基聚合、阳离子聚合还是阴离子聚合？并说明原因参考答案：1）氯乙烯，只能洎由基聚合因为：氯乙烯中氯原子的诱导效应是吸电子但 P=π 共轭效应却有供电性，两者均较弱所以氯乙烯只能自由基聚合。2）偏二氯乙烯能进行自由基聚合和阴离子聚合因为：两个—Cl 原子的诱导效应叠加，使吸电性增加但位阻效应不明显，所以可进行自由基聚合和陰离子聚合3）丙烯腈，能进行自由基聚合和阴离子聚合因为：—CN 基具有吸电子性丙烯腈可以进行自由基聚合和阴离子