自由基聚合习题
自由基聚合习题

1、目前悬浮聚合法主要用于生产(C)A、PVC、PVDCB、PSC、PED、PP2、苯醌是常用的分子型阻聚剂,一般用单体的(D)就能达到阻聚效果A、0.5%~1.0%B、1.0%~2.0%C、2.0%~5.0%D、0.1%~0.001%3、(C)的自由基是引发聚和反应常见的自由基A、高活性B、低活性C、中等活性D、无活性4、有机玻璃板材是采用(A)A、本体聚合B、溶液聚合C、悬浮聚合D、乳液聚合5、(A)不是高效阻聚剂A、硝基苯B、苯醌C、三氯化铁D、氧气6、某工厂用PVC为原料生产塑制品时,从经济效果和环境方面考虑,他们决定用(C)聚合方法生产A、本体聚合法B、悬浮聚合法C、乳液聚合法D、溶液聚合法7、对于自由集聚和,在其他条件保持不变的前提下提升聚合温度,得到的聚合物分子量将(B)A、减小B、增大C、不变D、不一定二、判断题8、苯乙烯通常选用本体法和悬浮法聚合较少采用乳液法(√)9、扩散控制不一定导致聚合速率的自动加速(√)10、苯乙烯不可进行热聚合(×)11、引发效率不是10%的主要原因是(笼闭效应)、(诱导分解) 12、列举四种常见的可进行分解的聚合反应的单体(乙烯)(氯乙烯)(醋酸乙烯)(甲基丙烯酸甲酯)13、(偶氮类引发剂)分解时有氮气逸出,工业上可用作泡沫塑料的发泡剂 四、问答题14.写出下列常用引发剂的分子式和分解反应式。
其中哪些是水溶性引发剂,哪些是油溶性引发剂,使用场所有何不同? (1)偶氮二异丁腈,偶氮二异庚腈。
(2)过氧化二苯甲酰,过氧化二碳酸二乙基己酯,异丙苯过氧化氢。
(3)过氧化氢-亚铁盐体系,过硫酸钾-亚硫酸盐体系,过氧化二苯甲酰-N,N 二甲基苯胺。
解:(1) 偶氮二异丁腈:偶氮二异庚腈:CH 2C CN CH 3N N C CN CH 3CH 2CH 2C CNCH 3+ N 2HC CH 3CH 3H C CH 3H 3C HC CH 3CH 32(2) 过氧化二苯甲酰:C O O O COC O O22+ 2CO 过氧化二碳酸二乙基己酯:C O O O C OO O C H 2C H (C H 2)3C H 3CH 2C H 3H 3C (C H 2)3C H C H 2H 3C H 2C2OH 3C (C H 2)3C H C H 2H 3C H 2C+ CO异丙苯过氧化氢:C CH 3CH 3O O H C CH 3CH 3O + OH(3) 过氧化氢-亚铁盐体系:HO-OH + Fe 2+ → OH - + HO • +Fe 3+ 过硫酸钾-亚硫酸盐体系:S 2O 82- + SO 32-SO 42- + SO 4 - + SO3-过氧化二苯甲酰-N,N’-二甲苯胺:C O O O CO +N CH 3CH 3C OO +C OO - +N +CH 3CH 3其中,(1)(2)和(3)的最后一组为油溶性引发剂用于本体、悬浮、油溶液聚合。
自由基聚合习题参考答案

自由基聚合习题参考答案自由基聚合习题参考答案自由基聚合是有机化学中的一个重要概念,它描述了自由基分子之间的反应,从而形成更大的分子。
在这个过程中,自由基通过共享电子来形成新的键,从而产生新的化合物。
下面是一些关于自由基聚合的习题以及参考答案。
1. 请问自由基聚合的反应类型是什么?答:自由基聚合是一种链反应,其中自由基通过不断的反应形成更多的自由基,从而加速反应速率。
2. 自由基聚合的反应中,哪种分子作为起始物质?答:在自由基聚合反应中,起始物质通常是一种含有活性氢原子的化合物,例如甲烷、乙烷等。
3. 请问自由基聚合反应中,哪种分子作为引发剂?答:在自由基聚合反应中,引发剂通常是一种能够产生自由基的化合物,例如过氧化苯甲酰、过氧化苯乙酰等。
4. 请问自由基聚合反应中,哪种分子作为链传递剂?答:在自由基聚合反应中,链传递剂通常是一种能够与自由基反应并终止链反应的化合物,例如二苯基二硫醚、二苯基二硒醚等。
5. 自由基聚合反应的机理是什么?答:自由基聚合反应的机理可以分为三个步骤:起始、传递和终止。
起始步骤中,引发剂产生自由基;传递步骤中,自由基与起始物质反应生成新的自由基;终止步骤中,自由基与链传递剂反应从而终止链反应。
6. 自由基聚合反应中,如何选择引发剂和链传递剂?答:选择引发剂和链传递剂的关键是要考虑它们的活性和选择性。
引发剂应具有足够的活性来产生自由基,而链传递剂应具有足够的选择性来终止链反应。
7. 自由基聚合反应的应用有哪些?答:自由基聚合反应在有机合成中有广泛的应用。
例如,聚合物的合成、药物的合成等都可以通过自由基聚合反应来实现。
8. 请问自由基聚合反应中的自由基会引起哪些副反应?答:自由基聚合反应中的自由基可能会引起副反应,例如氧化、聚合物链的断裂等。
因此,在自由基聚合反应中需要注意反应条件的选择,以减少副反应的发生。
总结起来,自由基聚合是一种重要的有机反应,它描述了自由基分子之间的反应过程。
自由基聚合习题参考答案

第3章自由基聚合-习题参考答案1、判断下列单体能否进行自由基聚合并说明理由H2C CHCl H2C CH H2C CCl2H2C CH2H2C CH2C CHCN H2C C(CN)2H2C CHCH3F2C CF2ClHC CHClH2C CCH3COOCH3H2C CCNCOOCH3HC CHOC COO答:(1)可以。
Cl原子的诱导效应为吸电性,共轭效应为供电性两者相抵,电子效应微弱,只能自由基聚合。
(2)可以。
为具有共轭体系的取代基。
(3)可以。
结构不对称,极化程度高,能自由基聚合。
(4)可以。
结构对称,无诱导效应共轭效应,较难自由基聚合。
(5)不能。
1,1—二苯基乙烯,二个苯基具有很强的共轭稳定作用,形成的稳定自由基不能进一步反应。
(6)可以。
吸电子单取代基。
(7)不可以。
1,1双强吸电子能力取代基。
(8)不可以。
甲基为弱供电子取代基。
(9)可以。
氟原子半径较小,位阻效应可以忽略不计。
(10)不可以。
由于位阻效应,及结构对称,极化程度低,难自由基聚合(11)可以。
1,1-双取代。
(12)可以。
1,1-双取代吸电子基团。
(13) 不可以。
1,2-双取代,空间位阻。
但可进行自由基共聚。
2、试比较自由基聚合与缩聚反应的特点。
答:自由基聚合:(1)由链引发,链增长,链终止等基元反应组成,其速率常数和活化能均不等,链引发最慢是控制步骤。
(2)单体加到少量活性种上,使链迅速增长。
单体-单体,单体-聚合物,聚合物-聚合物之间均不能反应。
(3)只有链增长才是聚合度增加,从一聚体增加到高聚物,时间极短,中间不能暂停。
聚合一开始就有高聚物产生。
(4)在聚合过程中,单体逐渐减少,转化率相应增加(5)延长聚合时间,转化率提高,分子量变化较小。
(6)反应产物由单体,聚合物,微量活性种组成。
(7)微量苯酚等阻聚剂可消灭活性种,使聚合终止。
缩聚反应:(1)不能区分出链引发,链增长,链终止,各部分反应速率和活化能基本相同。
自由基共聚合练习题

自由基共聚合练习题一、填空题:1、根据共聚物大分子链中单体单元的排列顺序,共聚物分为一、 _、 _ _和丄2、共聚中控制聚合物平均组成的方法______ 、_____ 。
3、竞聚率的物理意义是,对于r i=r 2=1的情况,称为,r i=r 2=0,称而门<1和r2<1时,共聚组成曲线存在恒比点,恒比点原料组成公式为—。
_4、从竞聚率看,理想共聚的典型特征为_______ 。
5、M i-M 2两单体共聚,门=0.75 ,「2=0.20。
其共聚曲线与对角线的交点称为_________ 。
若f i°=0.80,随共聚进行到某一时刻,共聚物组成为F i,单体组成为f i,则f i ____________ 汕,F i ______ F i°(大于或小于)。
6、单体的相对活性习惯上用_____ V定,自由基的相对活性习惯上用______ V定。
在Q —e值判断共聚行为时,Q代表______ , e代表_____ 。
二、选择题:I •下列单体中,与丁二烯(e = I.05 )共聚时,交替倾向最大的是( )A. PS (e = -I.08 )B.马来酸酐(e = 2.25 )C.醋酸乙烯(e = -0.22 )D.丙烯腈(e = i.2)2. 一对单体工具和的竞聚率r i和「2的值将随( )A.局和时间而变化B.局和温度而变化C.单体配比不同而变化D.单体的总浓度而变化3. 已知一对单体在进行共聚合反应时获得了恒比共聚物,其条件必定是( )A、r i=i.5,r 2=i.5B、r i =0.i,r 2=i.0C、r i=0.5,r 2=0.5D、r i=i.5,r 2=0.74. 在自由基聚合中,竞聚率为( )时,可得到交替共聚物。
r l=n=l B 丁丹D 巧§ ryqAA.r i r=1B.r i =r 2=1C.r i =r 2D.r i =r 2=06.当r i > 1 r 2v 1时,若提高聚合反应温度,反应将趋向于(7. 当两种单体的Q.e 值越接近则越(A .越难共聚B 。
自由基共聚合练习题

自由基共聚合练习题一、填空题:1、根据共聚物大分子链中单体单元的排列顺序,共聚物分为_______、______、 ______和______。
2、共聚中控制聚合物平均组成的方法_____、_____。
3、竞聚率的物理意义是____,对于r1=r2=1的情况,称为__,r1=r2=0,称_____,而r1<1和r2<1时,共聚组成曲线存在恒比点,恒比点原料组成公式为__。
4、从竞聚率看,理想共聚的典型特征为_____。
5、M1-M2两单体共聚, r1=0.75,r2= 0.20。
其共聚曲线与对角线的交点称为_____。
若f10=0.80,随共聚进行到某一时刻,共聚物组成为F1,单体组成为f1,则f1_____f10,F1____F10(大于或小于)。
6、单体的相对活性习惯上用_____判定,自由基的相对活性习惯上用_____判定。
在 Q—e值判断共聚行为时,Q代表_____,e代表_____。
二、选择题:1.下列单体中,与丁二烯(e=1.05)共聚时,交替倾向最大的是()A.PS(e=-1.08)B.马来酸酐(e=2.25)C.醋酸乙烯(e=-0.22)D.丙烯腈(e=1.2)2.一对单体工具和的竞聚率r1和r2的值将随()A.局和时间而变化 B.局和温度而变化 C.单体配比不同而变化 D.单体的总浓度而变化3.已知一对单体在进行共聚合反应时获得了恒比共聚物,其条件必定是()A、r1=1.5,r2=1.5B、r1=0.1,r2=1.0C、r1=0.5,r2=0.5D、r1=1.5,r2=0.74.在自由基聚合中,竞聚率为()时,可得到交替共聚物。
A5.下列共聚中,理想共聚是(),理想恒比共聚是(),交替共聚是()A.r1r=1B.r1=r2=1C.r1=r2D.r1=r2=06.当r1>1 r2<1时,若提高聚合反应温度,反应将趋向于()A 交替共聚B 理想共聚 C嵌段共聚 D恒比共聚7.当两种单体的Q.e值越接近则越()A.越难共聚 B。
高分子化学 第三章自由基聚合习题

习题与思考题1.下列烯类单体适于何种机理聚合:自由基聚合,负离子聚合或正离子聚合?并说明理由。
CH 2=CHCl CH 2=CCl 2 CH 2=CHCN CH 2=C(CN)2 CH 2=CHCH 3 CH 2=C(CH 3)2 CH 2=CHC 6H 5 CF 2=CF 2 CH 2=C(CN)COOR CH 2=CH -CH =CH 22.判断下列烯类单体能否进行自由基聚合,并说明理由。
CH 2=C(C 6H 5)2 ClCH =CHCl CH 2=C(CH 3)C 2H 5 CH 3CH =CHCH 3 CH 2=C(CH 3)COOCH 3 CH 2=CHOCOCH 3 CH 3CH =CHCOOCH 33.分析比较下列各组自由基的相对稳定性:(1) CH 3 CH 3CH 2 (CH 3)2CH (CH 3)3C(2) C 6H 5 (C 6H 5)3C (C 6H 5)2CCH 3 C 6H 5CH 2CH 2 (C 6H 5)2CH (3) RCH CH CH 2 R CH CH CH 2CH 2 CH 2 C CH CH 24.试比较自由基聚合与逐步聚合反应的特征。
5.写出偶氮二异丁腈引发甲基丙烯酸甲酯及过氧化二苯甲酰引发氯乙烯聚合的各步基元反 应式。
6d 217.解释下列名词歧化终止,偶合终止,动力学链长,阻聚,诱导期、自由基寿命,聚合上限温度, 自加速,引发剂效率,笼蔽效应,诱导分解。
8.引发剂半衰期与温度常写成下列关系式 B TAt -=21log 式中A 、B 与频率因子、活化能有什么关系?资料中经常介绍半衰期为10和1小时 的分解温度,这有什么方便之处?过氧化二碳酸二异丙酯半衰期为 10和 1小时的 分解温度分别为 45和 61℃,试求 A 、B 值。
9.已知某引发剂(I )的分解图式如下:S + I R +产 产物 k 4R + R 式中HS 、 R ·、S ·分别为溶剂分子、初级自由基和溶剂自由基,试推导该引发剂的CH CH 2CH 2R CH CH 2CH CH 2RCH CHCH 2R +R +²úÎï4k S I+R解速率表达式。
第三章 自由基聚合_习题

第三章自由基聚合_习题1、下列烯类单体能否进行自由基聚合?并解释原因。
CH2=C(C6H5)2CH2=C(CH3)C2H5 CH3CH=CHCH3C l CH=CHC lCF2=CF2 CH2=C(CH3)COOCH3CH2=CHCOOCH3 CH2=CHCNCH2=C(CH3)CH=CH2、以偶氮二异丁腈为引发剂,写出醋酸乙烯酯聚合历程中各基元反应式。
3、PVA的单体是什么?写出其聚合反应式。
4、试写出氯乙烯以偶氮二异庚腈为引发剂聚合时的各个基元反应。
5、甲基丙烯酸甲酯聚合时,歧化终止的百分比与温度的依赖性如下表所示:计算:(a)歧化终止与偶合终止的活化能差值;(b)偶合终止为90%时的温度。
6、如果某引发剂的半衰期为4 hr,那么反应12 hr后,引发剂还剩余多少(百分比)没有分解?7、写出下列常用引发剂的分子式和分解反应式。
偶氮二异丁腈,偶氮二异庚腈,过氧化二苯甲酰,过氧化二碳酸二(2-乙基己酯),异丙苯过氧化氢,过氧化羧酸叔丁酯,过硫酸钾-亚硫酸盐体系,过氧化氢-亚铁盐体系8、苯乙烯在苯中以过氧化二苯甲酰为引发剂、80℃下进行聚合反应。
已知:k d=2.5×10-4S-1,E d=124.3kJ·mol-1,试求60℃的k d值和引发剂的半衰期。
9、直接光引发和加光引发剂的光引发有什么不同?10、据报道,过氧化二乙基的一级分解速率常数为1.0×1014e-35000cal/RT s-1,试预测这种引发剂的使用温度范围。
11、在稳态状态下,如果[M×]=1×10-11mol/L,那么在30、60、90分钟后,[M×]分别等于多少?12、何为自动加速作用?其出现的根本原因是什么?13、阻聚作用与缓聚作用的定义,常见阻聚剂有哪几种类型?它们的阻聚机理有什么不同?14、单体溶液浓度为0.20 mol/L,过氧化物引发剂浓度为4.0×10-3 mol/L,在60℃下加热聚合,问需多长时间能达到50%的转化率?计算时采用如下数据:k p=145 L/mol×s,k t=7.0×107 L/mol×s,f=1,引发剂半衰期为44 hr。
高分子化学自由基聚合练习题

1、自由基向()转移,导致诱导分解,使引发剂效率降低,同时也使聚合度降低。
A、引发剂B、单体C、高分子链D、溶剂2、下列反应过程能使自由基聚合物聚合度增加的是()A、链增长反应B、链引发反应C、链转移反应D、链终止反应3、自由基聚合体系中出现自动加速现象的原因是。
A、单体浓度降低B、引发剂浓度降低C、体系温度升高D、体系粘度增大4、对于自由基聚合,在其他条件保持不变的前提下升高聚合温度,得到的聚合物的分子量将。
A、减小B、说不准C、不变D、增大5、生产聚氯乙烯时,决定产物分子量的因素是。
A、聚合温度B、引发剂种类C、引发剂浓度D、单体浓度6、在高压聚乙烯(LDPE)中存在长支链,其形成原因是。
A、向引发剂链转移B、分子内链转移C、向聚合物的链转移D、向单体的链转移7、α-甲基苯乙烯的Tc=25℃,则在下列()条件下可能形成高聚物。
A、聚合温度≥25℃B、聚合温度=25℃C、聚合温度<25℃8、苯乙烯在60℃进行自由基聚合时的链终止方式为。
A、偶合终止B、歧化终止C、既有偶合终止也有歧化终止,但以歧化终止为主D、既有偶合终止也有歧化终止,但以偶合终止为主9、甲基丙烯酸甲酯在贮运过程中,为了防止聚合,可以考虑加入。
A、甲苯B、AIBNC、对苯二酚D、甲基乙烯基酮10、本体聚合至一定转化率时会出现自动加速效应,这时体系中的自由基浓度和寿命τ的变化规律为。
A、 [M*]增加,τ缩短B、 [M*]增加,τ延长C、 [M*]减少,τ延长11、对于自由基聚合,聚合温度升高,歧化终止的比例将。
A、增大B、说不准C、减小D、不变12、在苯乙烯自由基聚合体系中加入少量正丁硫醇(Cs=21)的目的是。
A、调节分子量B、终止聚合反应C、都不是13、分解时有氮气逸出,工业上可用作泡沫塑料的发泡剂。
偶氮类引发剂14、根据对聚合反应的抑制程度,可将对聚合有抑制作用的物质粗略分为和。
阻聚剂、缓聚剂15、在自由基链转移反应中,可能存在活性链向、、等低分子物质的转移,使聚合度降低。
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4. 下列单体适于何种机理聚合:自由基聚合,阳离子聚合或阴离子聚合,并说明理由。
CH2=CHCl CH2=CHCl2CH2=CHCN CH2=C(CN)2CH2=CHCH3CH2=C(CH3)2 CH2=CHC6H5CF2=CF2CH2=C(CN)COOR CH2=C(CH3)-CH=CH2 CH2=CHCl 只能进行自由基聚合。
Cl原子是吸电子基团,也有共轭效应,但均较弱。
CH2=CHCl2能进行自由基和阴离子聚合,因为两个氯原子使诱导效应增强。
CH2=CHCN 适合自由基聚合和阴离子聚合。
-CN是较强的吸电子取代基,并有共轭效应。
CH2=C(CN)2CH2=CHCH3不能进行自由基、阳离子、阴离子聚合,只能进行配位聚合,因为一个甲基供电性弱,不足以使丙烯进行阳离子聚合。
CH2=C(CH3)2只能进行阳离子聚合。
-CH3为推电子取代基,-CH3与双键有超共轭效应,两个甲基都是推电子取代基,其协同作用相当于强的推电子取代基,有利于双键电子云密度增加和阳离子进攻。
CH2=CHC6H5可进行自由基、阳离子、阴离子聚合。
因为共轭体系中电子流动性大,容易诱导极化。
CF2=CF2适合自由基聚合。
F原子体积小。
CH2=C(CN)COOR适合阴离子聚合,两个吸电子取代基其协同作用相当含有强的吸电子取代基,并兼有共轭效应,只能进行阴离子聚合。
CH2=C(CH3)-CH=CH25. 判断下列烯类单体能否进行自由基聚合,并说明理由。
CH2=C(C6H5)2ClCH=CHCl CH2=C(CH3)C2H5CH3CH=CHCH3 CH2=C(CH3)COOCH3CH2=CHOCOCH3CH3CH=CHCOOCH3 CH2=CHCH3 CH2=C(C6H5)2不能通过自由基聚合形成高相对分子质量聚合物。
因为C6H5-取代基空间位阻大,只能形成二聚体。
ClCH=CHCl不能通过自由基聚合形成高相对分子质量聚合物。
因为单体结构对称,对1,2-二取代造成较大的空间位阻。
CH2=CHCH3与CH2=C(CH3)C2H5均不能通过自由基聚合形成高相对分子质量聚合物。
由于双键的电荷密度大,不利于自由基的进攻,且易转移生成较稳定的烯丙基型自由基,难于再与丙烯等加成转变成较活泼的自由基,故得不到高聚物,前者只能进行配位阴离子聚合,后者只能进行阳离子聚合。
CH3CH=CHCH3不能通过自由基聚合形成高相对分子质量聚合物。
因为结构结称、位阻大,且易发生单体转移生成烯丙基稳定结构。
CH2=C(CH3)COOCH3能通过自由基聚合形成高相对分子质量聚合物。
因为是1,1-二元取代基,甲基体积较小,-COOCH3为吸电子取代基,-CH3为推电子取代基,均有共轭效应。
CH2=CHOCOCH3能通过自由基聚合形成高相对分子质量聚合物。
CH3CH=CHCOOCH3不能通过自由基聚合形成高相对分子质量聚合物。
由于是1,2-二元取代基,结构结称,空间阻碍大。
CF2=CFCl能通过自由基聚合形成高相对分子质量聚合物。
这是因为F原子体积很小,仅大于H 原子,Cl 有弱吸电子作用。
CH 2=CHOR 不能通过自由基聚合形成高相对分子质量聚合物。
因为-OR 为强的推电子取代基, 只能进行阳离子聚合。
7. 基元反应 ⑴ 链引发⑵ 链增长⑶ 链终止8. 60℃,苯乙烯自由基聚合的终止方式为偶合终止;醋酸乙烯酯自由基聚合的终止方式为歧化终止,甲基丙烯酸甲酯自由基聚合以歧化终止为主;氯乙烯自由基聚合以向单体转移终止为主。
9. 设歧化终止的链自由基的百分数为D ,偶合终止的链自由基百分数为C :D C .+21=311=+D C 解得:C =0.46,D =0.5413.⑴ 偶氮二异庚腈的结构式和分解反应式:⑵ 过氧化二苯甲酰的结构式和分解反应式:C 6H 5 - CO-O-C-C 6H 5 2C 6H 5-COO OC 6H 5-C-O C 6H 5 + CO 2··· CH 3 CH 3 CH 3(CH 3)2CHCH 2C-N=N-CCH 2CH(CH 3)2 (CH 3)2CHCH 2C + N 2· C 6H 5 -C -O -O -C -C 6H 5 2C 6H 5 -CO O O OC 6H 5-C -O + CH 2=CH C 6H 5-C -O -CH 2-CHO C 6H 5 C 6H 5 ···(3) 异丙苯过氧化氢的结构式和分解反应式:(4) 过氧化二碳酸二环己酯的结构式和分解反应式:(5) 过硫酸钾-亚硫酸氢钠分解反应式:(6) 过氧化氢-亚铁盐分解反应式:(7) 过氧化二苯甲酰-N,N-二甲基苯胺分解反应式:⑴~⑷为热分解型油溶性引发剂。
⑸、⑹为水溶性氧化-还原引发体系,⑺为油溶性氧化-还原引发体系,均为高活性引发剂。
油溶性引发剂使用于本体聚合,悬浮聚合和溶液(有机溶剂)聚合。
水溶性引发剂使用于水溶液聚合和乳液聚合。
14. 引发剂分解属一级反应,故 (I)d (I)d -d c k tc = 积分得 td 0k -[I][I]ln= 以0[I][I]ln -对t 作图,所得直线的斜率为d k 。
k d =1.85×10-4s -1,t 1/2=1.04hCH 3 CH 3C 6H 5- CO-OH C 6H 5 -CO + OH CH 3 CH 3 · ·C 6H 11-O -C -O -O -C -OC 6H 11 2C 6H 11O + 2CO 2O O· ·H 2O 2 + Fe 2+ HO — + HO +Fe 3+S 2O 82-+ HSO 3—SO 42-+SO 4 + HSO 3··CH 3 O O C 6H 5-COO-OOC-C 6H 5 + C 6H 5-N C 6H 5-C-O + C 6H 5 -C-O CH 3CH 3C 6H 5-N 3·15. 引发剂分解生成的初级自由基,用于引发聚合的百分数称为引发剂的引发效率。
笼蔽效应是指在溶液聚合中,引发剂分解生成的初级自由基好象处在溶笼子中,初级自由基受溶剂分子包围,限制了自由基的扩散,导致初级自由基的偶合(或歧化)终止,使引发效率f 降低。
诱导分解指链自由基向引发剂的转移反应。
链自由基向引发剂夺取一个基团,使原来的链自由基形成稳定的分子,引发剂生成了一个新的自由基。
由于引发剂无偿的消耗了一个引发剂分子,故使引发效率降低。
17. 推导自由基聚合微观动力学方程时作了三个假设 (1)官能团等活性理论的假设:链自由基的活性与链长基本无关。
(2)稳态假设:自由基聚合开始很短的一段时间后,体系中自由基浓度保持不变,进入稳态。
(3)大分子链很长的假设:假定大分子链很长,用于引发消耗的单体远远小于用于增长所消耗的单体。
18. 聚合速率与引发剂浓度平方根成正比,是由双基终止机理造成的,这一关系的局限性在于其只适于低转化率和双基终止的情况。
22.本体聚合L /mol 58=1000×1048870=1000×104=[M]..ρ 据题意L /mol 10×4=2421090×104×8.5=[I]3-%. 苯乙烯链自由基终止方式为偶合终止 2=''k1230=2460=2=ννX n ,由i P =R R ν得 s)L ( /mol 102.01230100.225ν8--4P i ⋅⨯=⨯==R R [I]2=d i k f R 1-63--8i d s 10×4=10×4.0×0.8×210×02=[I]2=.f R k 自由基寿命 pt P ••2[M ]=d ]d [M -][M =τR k k t(1) 21i t P i P )2([M]==/R k k R R ν (2) (1)、(2)联立,可求解得 k p = 176 L/(mol ·s ); k t = 3.6×107 L/(mols )][M][M P P ∙=k R []L m o l 10×1.5=8.5×17610×0.225=M =][M 8--4P P •/k Rs •L mol 10×2.07=)10×51(×10×63×2=][M 2=-82-872•t t /..k R由以上计算可得: [M]>>[M ·],p t i R R R <≈23. 由题已知[M]=0.20mol/L ,[I]=4.0×10-3mol/L ,t 1/2=44h ,f =0.80,k p =145L/(mol ·s ),k t =7.0×107L/(mol ·s )转化率达50%,不属于稳态,利用积分式求2121td p p [M][I])(=d d[M]-=//k fk k t R 积分得 t k fk k //•[I])(=[M][M]ln2121td p 0 1-6-d d2/1s 104.375158400s 44h ln2⨯====k k t , 转化率达50%时,t ....•)10×04(×)10×0710×3754×80(×145=2=[M][M]ln 1/23-1/27-60 93.9h =t24. 本体聚合和添加少量溶剂的溶液-本体聚合等反应往往会出现自动加速现象。
造成自动加速的原因是随着反应的进行,体系粘度渐增或链自由基溶解性能变差,链段重徘受阻,活性中心被包埋,双基终止困难;而此时,单体的扩散未受阻碍,链增长反应不受影响,造成k t 变小,k p 基本不变,21t p )(/k k 增大,聚合速率增大。
在非均相本体聚合和沉淀聚合中,由于活性链端被包埋,链终止反应速度大大下降,也出现明显的自动加速现象。
在某些聚合反应中,由于模板效应或氢键作用导致k p 增大,亦会出现自动加速。
自动加速大多由于体系中单位时间内引发的链和动力学终止的链的数目不等造成活性链浓度不断增大所致。
若能调节引发剂的种类和用量,使引发产生新链速度亦随转化率增加而递减,则可抑制反应自动加速。
此外,选用良溶剂、加大溶剂用量、提高聚合温度适当降低聚合物的分子量等,都会减轻反应自动加速程度。
反之,则可使自动加速现象提前发生。
产生自动加速效应,k t 变小,活性链寿命延长,与更多的单体进行增长反应,聚合产物的平均相对分子质量随之上升。