1、1高分子化学课程试题答案试题编号： 10 (A ) 一、基本概念题（共 15 分,每题 3 分） 引发剂及其半衰期 t1/2： 含有弱键的化合物含有弱键的化合物 ,它们在热的作用下，共价键均它们在热的作用下，共价键均裂而产生自由基的物质裂而产生自由基的物质 ,称为引发剂。称为引发剂。引发剂半衰期 t1/2 是指引发剂分解至起始浓度的一半时所需的时间。 乳化剂及乳化作用：某些物质能降低水的表面张力,能形成胶束,有增溶作用, 对单体液滴有保护作用,能使单体和水组成的体系成为稳定的难以分层的乳液, 这种作用称为乳化作用。具有乳化作用的物质称为乳化剂。 胶束：如果乳化剂的浓度很低时,它以单个分子形式真
2、正溶于水中“真溶”；当乳化剂的浓度超过某一浓度时,就形成由 50100 个乳化剂分子所构成的聚集体,称之为胶束。 聚合物相对分子质量多分散性及其表征：即使对于一个纯粹的聚合物,它也是由化学组成相同而相对分子质量不等的同一系列的聚合物的混合物所构成。其用相对分子质量分布曲线或相对分子质量分布系数表征。 界面缩聚及其组分：将两种单体分别溶于两种互不相溶的溶剂中,形成两种单体溶液 ，在两种溶液的界面处进行缩聚反应，并很快形成聚合物的这种缩聚称为界面缩聚。组分为单体、引发剂和溶剂。二、判断题（共 10 分） (5 分)判断下列单体能否通过自由基聚合形成高相对分子质量聚合物，并说明理由。 CH 2=C(
3、C6H5)2 不能。因二个苯基体积大，位阻效应。 CH 2=CH-OR 不能。因-OR 是强的推电子取代基。 CH 2=CHCH3 不能。因-CH 3 是推电子取代基。 CH2=C(CH3)COOCH3 能。因 -CH3 是弱推电子取代基，而 -COOCH3 是较强的吸电子取代基，二者垒加结果有弱的吸电子效应。 CH 3CH=CHCOOCH3 不能。因有 1,2-二元取代基，位阻效应。 (5 分) 判断下列单体对，哪对单体较容易形成交替共聚物？并说明理由。 醋酸乙烯酯(M 1)和丙烯腈(M 2) r10.06，r 24.05； 0.24321r 丙烯酸甲酯(M 1)和偏二氯乙烯(M 2) r1
4、0.84，r 20.9 ； 0.756 苯乙烯(M 1)和醋酸乙烯酯(M 2) r155，r 20.9； 49.521r2 甲基丙烯腈(M 1)和 -甲基苯乙烯(M 2) r10.15，r 20.21 0.032 21r该对单体较容易形成交替共聚物。 苯乙烯(M 1)和马来酸酐(M 2) r10.01，r 20 0 该对单体容易形成交替共聚物。21r三、问答题（共 20 分，根据题目要求回答下列各题）（5 分）何谓氧化-还原引发剂？写出 Fe2+K2S2O8 和 Fe2+氢过氧化异丙苯氧化- 还原反应产生自由基的反应式。在过氧类引发剂中加上还原剂，通过氧化-还原反应产生自由基。这种体系称为氧化
5、- 还原引发体系或称氧化 -还原引发剂。 K2SO8 +Fe2 3+2KSO42- +42 H C Fe3 H + C O3 H3（5 分）聚乙烯、乙-丙二元共聚物大分子中无双键 ,说明其交联方法和交联的目的？并写出有关的化学反应方程式。聚乙烯、乙-丙二元共聚物可以用过氧化物做交联剂与其共热而交联。聚乙烯交联后,可增加强度,提高使用温度,乙-丙二元共聚物交联后成为有用的弹性体。交联机理如下（10 分）以 BF3 为引发剂，H 2O 为共引发剂，形成活性单体的反应为慢反应，终止方式为自发终止，写出异丁烯阳离子聚合有关的化学反应方程式，并推导聚合速率方程？ 有关的化学反应方程式（5 分）RO 2+
6、C RH + C H22 2 BF3 +2 (BF3H )KH (F3O )+CH2 C2 (F3O )3 ki3H C2 (BF3OH) +n C2 H3kpCH2 (BF3O) CH2 +H (BF3O)3kt推导聚合速率方程（5 分）三、计算题（共 36，根据要求计算下列各题） (共 14 分) 在一溶液聚合体系中，某单体浓度 c(M)=0.2mol/L，某过氧化物引发剂浓度 c(I)=4.010-3mol/L，60进行自由基聚合。已知kp=1.45102L/mols，k t=7.0107 L/mols，f =1，引发剂半衰期 44h。=21/t33 2 n2 (F)C +HR (C)K
7、c( CR) =Kc()R () +M H ()kiRi=kc(H C) c()RCi cKMn n+1 ()kppc( () cn nkt)R(C)iKk ktHMn (CR) =c(HMn () iKc()c()ktRp =kiC(HR)2t4 (6 分) 求初期聚合速率 ？pR (4 分) 初期动力学链长 ? (4 分) 当转化率达 50%时所需的时间?解： 根据题意 c(M)=0.2mol/L，c(I)=4.010 -3mol/L由 ， 可得h421t（2 分）1-621d s 03754=609ln=.tk/（2 分）(M)I)(12tdpckfR（2 分）s)(mol/L10584
8、=)0(4.)107.43(15= 6-213-26-p .R/解： （2 分）121tdp(I)(=/ckf（2 分）3=)04()07.1(4.3524= 213-216- . /解： （2 分）tckfc/21tdp0(I)(M)ln 12tdp0(I)(Mln/ckf (h)84=(s)03=2.960)104()107354(512l= 5-3-6-2 .t /（2 分） （共 16 分）甲基丙烯酸甲酯(M 1)-苯乙烯共聚(M 2) r1=0.46, r2=0.52已知：m 2=15% ?=1x5 画出 x1x1 曲线解： （2 分）2121+=xrr计算结果（8 分）1x0 0.
9、2 0.4 0.6 0.8 1.00 0.266 0.423 0.557 0.715 1.0x1x1 曲线(2 分) (6 分）邻苯二甲酸酐和甘油摩尔比为 1.500.98,试分别用 Carothers 方程和 Flory 统计公式计算下列混合物的凝胶点 。cP （3 分）Carothers 方程计算:372=980+512)(= .nffCB 840=372.fC （3 分）Flory 统计公式计算：设邻苯二甲酸酐为 、甘油为 Bf CfA因无 所以 Af1=980=523.r 7140=2)-3(+1)-(+ 11C .fP/c850=140851.7301452014502546 21
10、.x （2 分）471052460-2(A)11 .rx （1 分）6五、填空（共 12 分，每空 1 分） 表征乳化剂性能的主要指标是 临界胶束浓度 CMC 、 亲水亲油平衡值 HLB 和 在三相衡点 等。 聚合物的热降解有 无规热降解 、 解聚 和 侧链断裂 等。 共聚物按大分子链中单体单元的排列次序可分为 无规共聚物 、 交替共聚物 和 嵌段共聚物 和 接枝共聚物 。 表征聚合物相对分子质量的参数有 动力学链长 和 平均聚合度 。六、 (共 7 分,每错一个方程式扣 1 分)1,3-丁二烯配位聚合理论上有 几种立体异构体? 并写出顺式 -1,3-聚丁二烯和反式-1,3-聚丁二烯的结构式?
11、1,3-丁二烯配位聚合后理论上有 4 种立体异构体：全同 1,2-聚丁二烯 、间同-1,2 聚丁二烯、顺式 1,4-聚丁二烯和反式 1,4-聚丁二烯。 1,3-丁二烯 1,2 加成聚合有全同 1,2-聚丁二烯 、间同- 1,2 聚丁二烯 1,3-丁二烯 1,4 加成聚合有顺式 1,4-聚丁二烯 、反式 1,4-聚丁二烯 H1,41,4-1,31,4-1,3 CH2 2n4 321nCH2 2C 22 1,4-1,3H C22 H C2 2n 2 2 2 HnC24 32 1 3,4(R)7高分子化学课程试题答案试题编号： 09 (A ) 一、基本概念题（共 20 分,每小题 4 分） 体型缩聚
12、及其凝胶点 ：在缩聚反应中,参加反应的单体只要有一种单体具cP有两个以上官能团(f2),缩聚反应将向三个方向发展, 生成支化或交联结构的体型大分子的缩聚反应,称为体型缩聚。 体型缩聚中出现凝胶时的反应程度叫凝胶点,或称临界反应程度，记作 Pc 。 引发剂及其引发效率 f： 含有弱键的化合物含有弱键的化合物 ,它们在热的作用下，共价键均裂它们在热的作用下，共价键均裂而产生自由基的物质而产生自由基的物质 ,称为引发剂。称为引发剂。引发剂分解产生初级自由基，但初级自由基不一定都能引发单体形成单体自由基，用于引发单体形成单体自由基的百分率，称为 引引发剂的引发效率，发剂的引发效率，记作 f，(f 1)
13、 。 向溶剂转移常数 ：链自由基可能向溶剂发生转移反应。转移结果，链自SC由基活性消失形成一个大分子，而原来的溶剂变为一个自由基。 ,它表征pStr=kC链自由基向溶剂转移速率常数与增长速率常数之比。 逐步加成聚合反应：形成大分子的方式如同连锁聚合那样是通过单体反复加成而进行的,而动力学过程如同缩聚那样是随着反应时间的延长聚合物的相对分子质量逐步增大,聚合物的结构酷似缩聚物。 聚合物的化学反应：单体通过聚合反应合成的聚合物以及天然的聚合物称为一级聚合物。一级聚合物并非都是化学惰性的,如果其侧基或端基官能团是反应性基团(具有再反应的能力),那么在适当的条件下,端基或侧基仍可以发生化学反应变为新的
14、基团,从而形成新的聚合物,这种新的聚合物称为1,4-1,3 H C22 H C2 H C2H8二级聚合物。由一级聚合物变为二级聚合物的聚合过程称为聚合物的化学反应,或者叫高分子的化学反应。二、 （共 10 分，每错一处扣 1 分）选择正确答案填入( )中。1.（本题 1 分）某工厂为了生产 PVAc 涂料，从经济效果和环境考虑，他们决定用（ ）聚合方法。 本体聚合法生产的 PVAc 悬浮聚合法生产的 PVAc 乳液聚合法生产的 PVAc 溶液聚合法生产的 PVAc（本题 1 分）为了提高棉织物的防蛀和防腐能力，可以采用烯类单体与棉纤维辐射技术或化学引发接枝的方法，最有效的单体是（ ） CH 2
15、=CH-COOH CH 2=CH-COOCH3 CH 2=CH-CN CH 2=CH-OCOCH3 (2 分)丙烯酸单体在 85下采用 K2S2O8 为引发剂，在水溶液中引发聚合，可制得 的产品。若要制得 的产品，在聚合配方和工艺上可采10nM10nM取（ ）手段。 加入水溶液性相对分子质量调节剂； 增加水的用量，降低单体浓度； 降低引发剂的用量 降低聚合温度。（1 分）为了改进聚乙烯（PE）的弹性，需加入第二单体（ ） CH 2=CH-COOH CH 2=CH-COOCH3 CH 2=CH-CN CH 2=CH-CH3（2 分）聚合物聚合度变小的化学反应是（ ） 聚醋酸乙烯醇解 聚乙烯无规降
16、解 环氧树脂固化 聚甲基丙烯酸甲酯解聚（1 分）聚合物聚合度不变的化学反应是（ ） 聚醋酸乙烯醇解 聚氨基甲酸酯预聚体扩链 环氧树脂固化 聚甲基丙烯酸甲酯解散聚 (2 分 )苯乙烯单体在 85下采用 BPO 为引发剂，在苯溶剂中引发聚合，为了提高聚合速率，在聚合配方和工艺上可采取（ ）手段。 加入相对分子质量调节剂； 增加苯的用量，降低单体浓度；9 提高引发剂 BPO 的用量 提高聚合温度。三、计算题（共 36 分，根据题目要求，计算下列各题）（本题 12 分）为了能得到共聚物组成比较均一的共聚物，下述那种共聚体系适用一次投料法？并说明原因？ (4 分)苯乙烯(M 1)和丙腈烯(M 2)共聚；
17、r 1=0.40 ，r 2=0.04，要求共聚物中苯乙烯单体单元的含量为 70wt%。.(M1=04)CH2= CH2= (M2=53)N因：r 1=0.40，r 2=0.04，符合 r11， r21 的条件，的条件，该共聚体系属非理想恒比共聚体系，恒比共聚点的组成是： 6150=.4-0=-(A)=211 .rx所要求的共聚物中苯乙烯单体单元含量为： 430=3+71 ./x与恒比共聚点的组成相接近，因此，该共聚体系可以采用一次投料法。 (4 分)苯乙烯(M 1)和丙烯酸甲酯(M 2)共聚， r1=0.75，r 2=0.20，要求共聚物中苯乙烯单体单元含量为 45wt%。(M1=04)CH2
18、= CH2= (M2=86)OCH3因 r1=0.30 ，r 2=0.35，符合 r11,r21,的条件，的条件，该共聚体系属非理想恒比共聚体系，恒比共聚点的组成是： 7620=.-075=-(A)=211 .rx所要求的共聚物中苯乙烯单体单元含量为：486+451 ./x与恒比共聚点的组成相差较大，因此，该共聚体系不能采用一次投料法。 (4 分 )苯乙烯(M 1)和甲基丙烯酸甲酯 (M2)共聚；r 1=0.52 ， r2=0.46，要求共聚物中苯乙烯单体单元含量为 80wt%10CH3(M1=04)CH2= 2= (M2=10)CO3因 r1=0.52， r2=0.46，符合 r11,r21
19、,的条件，的条件，该共聚体系属非理想恒比共聚体系，恒比共聚点的组成是： 5290=.46-05=-(A)=211 .rx所要求的共聚物中丁二烯单体单元含量为：7+4801 ./x与恒比共聚点的组成相差较多，因此，该共聚体系不能采用一次投料法。 （12 分）多少摩尔的乙酸加到等摩尔的己二胺和癸二酸中，能使聚酰胺-610的相对分子质量 =20000？并写出有关的聚合反应方程式。nM已知：乙酸的相对分子质量 ， ，反应程度 。60=28M950=.P解：（3 分）有关的聚合反应方程式： H2N(C2)6NH2 +OC(H2)8COH 3 (2)6 N3 (2)8ON(CH2)6NCO(H2)8CO Hn H3 (C2)6 3 C(2)8CnN(CH2)6 CO(H2)8CO Hn + COH3CH3N(CH2)6NCO(H2)8CO H O + 2On根据已知条件可求得己二胺或癸二酸的摩尔数 n（1 分）71=0-M-=0n
