潘祖仁《高分子化学》课后习题及详解(绪论)【圣才出品】
潘祖仁《高分子化学》笔记和课后习题(含考研真题)详解(聚合方法)【圣才出品】
如温度降到三相平衡点以下，将有凝胶枂出，乳化能力减弱。
（5）浊点
非离子型乳化剂水溶液随温度升高而分相的温度，称为浊点。在浊点以上，非离子型表
面活性剂将沉枂出来。
3．乳液聚合机理
（1）成核机理
①胶束成核
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在经典乳液聚合体系中，由于胶束的表面积大，更有利于捕捉水相中的初级自由基和短 链自由基，自由基迚入胶束，引収其中单体聚合，形成活性种，这就是胶束成核。
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（1）临界胶束浓度
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在一定温度下，乳化剂开始形成胶束的浓度，称为临界胶束浓度（CMC）。CMC 值越
小的乳化剂，乳化能力越强。
（2）增溶
①定义
乳化剂的存在，将使单体的溶解度增加，这称为增溶作用。
②增溶的原因
a．单体伴随乳化剂分子的疏水部分增溶在水中；
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五、乳液聚合 1．乳液聚合概述 （1）定义 乳液聚合是指单体在水中分散成乳液状态的聚合。传统乳液聚合的基本配斱由单体、水、 水溶性引収剂和水溶性乳化剂四组分极成。 （2）特点 ①优点 a．以水作介质，环保安全，胶乳粘度低，便于混合传热、管道输送和连续生产； b．聚合速率快，产物分子量高，可在低温下聚合； c．胶乳可直接使用。 ②缺点 a．需要固体产品时，胶乳需经凝聚、洗涤、脱水、干燥等工序，成本高； b．产品中留有乳化剂，有损电性能等。 （3）乳化剂和乳化作用 ①传统乳液聚合中主要选用阴离子乳化剂，非离子型表面活性剂则配合使用。另外还有 阳离子乳化剂和两性乳化剂。 ②乳化剂的作用 a．降低表面张力，使单体分散成细小液滴； b．在液滴或胶粒表面形成保护层，防止凝聚，使乳液稳定； c．形成胶束，使单体增溶。 2．基本概念
潘祖仁《高分子化学》笔记和课后习题(含考研真题)详解(1-3章)【圣才出品】
②测定方法
光散射法、凝胶渗透色谱法。
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（3）粘均分子量
①定义式
M =（
miM i ）1 =（ mi
niMi+1 ）１ ni Mi
式中α是高分子稀溶液特性粘数-分子量关系式 ＝ KM 中的指数，一般为 0.5～0.9。
②测定方法
其测定方法为粘度法。
①以大分子链中的结构单元数目表示，记作 X n ； ②以大分子链中的重复单元数目表示，记作 DP 。
（2）关系式 ①由一种结构单元组成的高分子
M = Xn M0 = DP M0
式中 M 是高分子的分子量；M0 是结构单元的分子量。
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②由两种结构单元组成的高分子
c．除微量引发剂外，体系始终由单体和高分子聚合物组成，没有分子量递增的中间产 物；
d．分子量随时间无变化或变化甚微，但转化率随时间而增大，单体则相应减少。活性 阴离子聚合中分子量随转化率的增大而线性增加。
四、分子量及其分布
1．平均分子量
（1）数均分子量 Mn
Hale Waihona Puke m= niniMi = ni
mi （mi Mi
1.2 课后习题详解
（一）思考题 1．举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义，以及它们之 间的相互关系和区别。
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答：（1）单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节的含义 ①单体是指合成聚合物的低分子化合物，如加成聚合中的乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯， 缩合聚合中的己二酸和己二胺、乙二醇和对苯二甲酸等。 ②单体单元是指与单体中原子种类及个数相同，仅电子结构有所改变的单元。 ③结构单元是指构成高分子链并决定高分子性质的最小结构单位。 ④重复单元是指聚合物链上化学组成和结构相同的最小单元。 ⑤链节是指重复单元或结构单元的俗称，许多重复单元或结构单元连接成线性大分子， 类似一条链子，因此重复单元或结构单元又称链节。 （2）它们之间的相互关系和区别 烯类加聚物中，单体单元、结构单元、重复单元、链节相同，如聚氯乙烯。
潘祖仁《高分子化学》笔记和课后习题(含考研真题)详解(绪论)【圣才出品】
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差别很大；
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b．链引収是活性种的形成，活性种不单体加成，使链迅速增长，活性种的破坏就是链
终止；
c．除微量引収剂外，体系始终由单体和高分子聚合物组成，没有分，但转化率随时间而增大，单体则相应减少。活性
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间的相互关系和区别。
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答：（1）单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节的含义
①单体是指合成聚合物的低分子化合物，如加成聚合中的乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯，
缩合聚合中的己二酸和己二胺、乙二醇和对苯二甲酸等。
②单体单元是指不单体中原子种类及个数相同，仅电子结构有所改变的单元。
（2）连锁聚合
①定义
连锁聚合是指由活性中心引収单体迅速连锁增长的聚合反应。
②类型
连锁聚合从活性种开始，活性种可以是自由基、阴离子或阳离子，根据活性种的丌同，
连锁聚合可以分为自由基聚合、阴离子聚合和阳离子聚合。
②特征
a．聚合过程由链引収、链增长、链终止等基元反应组成，各基元反应的速率和活化能
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M Xn M0 2DP M0
式中 M0 是两种结构单元的平均分子量。 5．三大合成材料 （1）合成树脂和塑料； （2）合成纤维； （3）合成橡胶。
二、聚合物的分类和命名 1．分类 （1）按单体来源 天然高分子、合成高分子、改性高分子。 （2）按材料性能和用递 合成树脂和塑料、合成橡胶、合成纤维、涂料、胶粘剂、功能高分子。 （3）按高分子主链结构 ①碳链聚合物 大分子主链完全由碳原子组成。 ②杂链聚合物 大分子主链中除碳原子外，还有氧、氮、硫等杂原子。 ③元素有机聚合物 大分子主链中没有碳原子，主要有硅、硼、铝和氧、氮、硫、磷等原子，但侧基多半是
潘祖仁《高分子化学》课后习题及详解(离子聚合)【圣才出品】
第6章离子聚合（一）思考题1．试从单体结构来解释丙烯腈和异丁烯离子聚合行为的差异，选用何种引发剂？丙烯酸、烯丙醇、丙烯酰胺、氯乙烯能否进行离子聚合？为什么？答：（1）丙烯腈中氰基为吸电子基团，可以与双键形成π-π共轭，使双键上的电子云密度减弱，有利于阴离子的进攻，并使所形成的碳阴离子的电子云密度分散而稳定，因此丙烯腈能够进行阴离子聚合。
进行阴离子聚合时，可选用碱金属、碱金属化合物、碱金属烷基化合物、碱金属烷氧化合物等作为引发剂。
异丁烯中两个甲基为推电子基团，能使双键上的电子云密度增加，有利于阳离子的进攻，并使所形成的碳阳离子的电子云密度分散而稳定，因此异丁烯能够进行阳离子聚合。
进行阳离子聚合时，通常采用质子酸、Lewis酸及其相应的共引发剂进行引发。
（2）丙烯酸、烯丙醇、丙烯酰胺不能进行离子聚合，因为没有强烈的推电子基团和吸电子基团。
氯乙烯中氯原子的诱导效应为吸电性，而共轭效应却有供电性，两者相抵消后，电子效应微弱，因此氯乙烯不能离子聚合。
2．下列单体选用哪一引发剂才能聚合？指出聚合机理类型。
表6-1答：（1）苯乙烯三种机理均可，可以选用表6-1中任何一种引发剂。
（2）偏二腈乙烯，阴离子聚合，选用Na＋萘或n-C4H9Li引发。
（3）异丁烯，阳离子聚合，选用SnC14＋H2O或BF3＋H2O。
（4）丁基乙烯基醚，阳离子聚合，选用SnC14＋H2O或BF3＋H2O。
（5）甲基丙烯酸甲酯，阴离子聚合和自由基聚合。
阴离子聚合，选用Na＋萘或n-C4H9Li 引发，自由基聚合选用（C6H5CO）2O2作引发剂。
3．下列引发剂可以引发哪些单体聚合？选择一种单体，写出引发反应式。
a．KNH2b．AlCl3＋HClc．SnCl4＋C2H5Cld．CH3ONa答：a．KNH2是阴离子聚合引发剂，可以引发大多阴离子单体聚合，如引发苯乙烯进行聚合，反应式为b．AlCl3活性高，和微量的水作共引发剂即可，和HCl配合时，氯离子的亲和性过强，容易同阳离子共价终止，所以很少采用。
潘祖仁《高分子化学》笔记和课后习题(含考研真题)详解(配位聚合)【圣才出品】
第7章配位聚合7.1 复习笔记一、基本概念1．配位聚合单体与引发剂以配位方式进行的聚合反应。
采用具有配位（或络合）能力的引发剂，单体先在活性种的空位上配位（络合）并活化，然后插入烷基-金属键中，实现链增长（有时包括链引发）。
配位聚合又有络合聚合、插入聚合、定向聚合等名称。
2．定向聚合任何聚合过程（包括自由基、阳离子、阴离子、配位聚合）或任何聚合方法（如本体、悬浮、乳液和溶液等），只要它是以形成有规立构聚合物为主，都是定向聚合。
定向聚合等同于立构规整聚合。
3．构型和构象构型是指由原子（或取代基）在手性中心或双键上的空间排布顺序不同而产生的立体异构；构象是指由C-C单键内旋转而产生的原子或基团在空间排列的无数特定的形象。
有伸展型、无规线团、螺旋型和折叠链等几种构象。
4．立体异构（1）定义立体异构是原子在大分子中不同空间排列所产生的异构现象。
（2）分类①光学异构：光学异构又称对映异构或手性异构，是由手性中心产生的，分R（右）型和S（左）型；②几何异构：又称顺反异构，是由双键引起的顺式（Z）和反式（E）的几何异构，两种构型不能互变。
5．光学活性聚合物聚合物不仅含有手性碳原子，而且能使偏振光的偏振面旋转，真正具有旋光性，这种聚合物称为光学活性聚合物。
6．立构规整聚合物（1）定义立构规整聚合物是指由一种或两种构型的结构单元（手性中心）以单一顺序重复排列的聚合物。
（2）分类①全同立构聚合物：取代基处于平面的同侧或相邻手性中心的构型相同的聚合物；②间同立构聚合物：取代基交替地处在平面的两侧或相邻手性中心的构型相反并交替排列的聚合物；③无规立构聚合物：取代基在平面两侧或手性中心的构型呈无规则排列的聚合物。
7．顺式（Z）构型和反式（E）构型当双键的两个碳原子各连接两个不同基团时，由于双键不能自由旋转，就有可能生成两种不同的由空间排列所产生的异构体。
两个相同基团处于双键同侧的叫做顺式，反之叫做反式。
8．立构规整度立构规整度是指立构规整聚合物占聚合物总量的百分数。
潘祖仁《高分子化学》(第5版)【章节题库】-第1~2章【圣才出品】
2．单体可分为______、______和______三大类。 【答案】乙烯及其衍生物；含有两个或两个以上官能团的小分子化合物；环状化合物 【解析】单体是能与同种或他种分子聚合的小分子的统称，是能起聚合反应或缩聚反应 等而成高分子化合物的简单化合物。根据其中官能团的种类可分为乙烯及其衍生物、含有两 个或两个以上官能团的小分子化合物、环状化合物。
3．（多选）下列聚合物中合成橡胶用聚合物是（ ）。 A．涤纶树脂 B．聚丁二烯 C．聚氨酯 D．聚异戊二烯 【答案】BD 【解析】丁二烯和苯乙烯是合成橡胶的重要基本原料，其中以丁二烯为原料生产的合成 橡胶占合成橡胶总产量的 80%以上。天然橡胶的结构是异戊二烯的高聚物，也可用异戊二 烯来合成橡胶。
4．（多选）下列聚合物中热固性塑料用聚合物是（ ）。 A．聚丙烯 B．环氧树脂 C．脲醛树脂 D．聚甲基丙烯甲酯 【答案】BC 【解析】热固性塑料是以热固性树脂为主要成分，配合必要的添加剂通过交联固化过程 成形成制品的塑料。常见的热固性塑料有酚醛塑料、环氧塑料、氨基塑料、不饱和聚酯、醇 酸塑料等。
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7．无定形聚合物有______、______和______力学三态，______Tg 和______Tm 两个转变温 度。
【答案】玻璃态；高弹态；黏流态；玻璃化温度；熔点温度 【解析】非晶态热塑性聚合物低温时呈玻璃态，受热至某一温度范围，则转变成高弹态 （橡胶态），这一转变温度特称作玻璃化温度 Tg，代表链段解冻开始运动的温度。晶态聚合 物继续受热，则出现另一转变温度——熔点温度 Tm，这代表整个大分子容易分离而运动的 温度。
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潘祖仁《高分子化学》课后习题及详解(缩聚和逐步聚合)【圣才出品】
的线形缩聚物。
c．聚酯结构与反应物配比有关系。设二元酸与三元醇的摩尔比为 x，当 1＜x＜2 时生
成交联高分子；当 x＜1 或 x＞2 时生成支化高分子。
d．聚酯结构与反应物配比有关系。设二元酸、二元醇、三元醇的摩尔比为 x、y、1，
当1＜x－y＜2时生成交联高分子；当 x－y≤1时产物为端羟基支化高分子；当 x－y≥2时产
3．己二酸与下列化合物反应，哪些能形成聚合物？ a．乙醇 b．乙二醇 e．甘油 d．苯胺 e．己二胺 答：己二酸与乙二醇、甘油、己二胺反应能形成聚合物。己二酸（ƒ＝2）是官能度为2
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的单体，因此能与乙二醇（ƒ＝2）、甘油（ƒ＝3）、己二胺（ƒ＝2）反应形成聚合物。其中 与乙二醇（ƒ＝2）、己二胺（ƒ＝2）形成线形缩聚物，与甘油（ƒ＝3）形成体形研考证电子书、题库视频学习平台
①根据生成聚合物的结构，缩聚反应可以分为线形缩聚和体形缩聚； ②线形缩聚是含有两个或两个以上官能团的单体相互作用，生成的大分子向两个方向增 长，形成线形缩聚物的反应，如尼龙-66。线型缩聚的首要条件是需要 2-2 或 2-官能度体系 作原料； ③体形缩聚是参加反应的单体至少有一种含有两个以上的官能团，体系的平均官能度大 于 2，且在一定条件下能够生成三维交联结构聚合物的反应。2-3、2-4 或 3-3 官能度体系 可以形成体形缩聚物。 （4）自缩聚和共缩聚的关系和区别 ①由一种单体进行的缩聚反应称为均缩聚或自缩聚，如羟基酸或氨基酸的缩聚； ②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，如一种二元酸和两种二元醇、两种二元酸和两种二元醇等进行的缩聚，共缩聚可以用 于聚合物的改性。
潘祖仁《高分子化学》课后习题及详解(自由基共聚合)【圣才出品】
图 4-1 ；
图像特征：当 rl＞l 时，组成曲线处于恒比对角线的上方，并与另一对角线呈对称状态。 当 rl＜1 时，组成曲线处于恒比对角线的下方，并与另一对角线呈对称状态。
3．说明竞聚率 r1、r2 的定义，指明理想共聚、交替共聚、恒比共聚时竞聚率数值的特 征。
答：（1）竞聚率是指自增长速率常数与交叉增长速率常数的比值。r1＝k11/k12，即链自 由基 M1•与单体 M1 的反应能力和它与单体 M2 的反应能力之比，或两单体 M1、M2 与链自 由基 M1•反应时的相对活性。r2＝k22/k21，即链自由基 M2•与单体 M2 的反应能力和它与单 体 M1 的反应能力之比，或两单体 M1、M2 与链自由基 M2•反应时的相对活性。
以 M1、M2 代表 2 种单体，以～M1•、～M2•代表 2 种链自由基。二元共聚时有下列反 应。
链引发
链增长
链终止
由稳态假定：R12＝R21，故 k12[M1•][M2]＝k21[M2•][M1] 根据假定④
⑤和⑥两式相比，得
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7．甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、苯乙烯、马来酸酐、醋酸乙烯酯、丙烯腈等单体与 丁二烯共聚，交替倾向的次序如何？说明原因。（提示：如无竞聚率数据，可用 Q、e 值）
答：【方法一】查表得题中单体的 Q、e 值如表 4-3 所示。 表 4-3
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同理
其中
。
形成 xM1 链段的概率为：
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第1章绪论
（一）思考题
1．举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义，以及它们之间的相互关系和区别。
答：（1）单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节的含义
①单体是指合成聚合物的低分子化合物，如加成聚合中的乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯，缩合聚合中的己二酸和己二胺、乙二醇和对苯二甲酸等。
②单体单元是指与单体中原子种类及个数相同，仅电子结构有所改变的单元。
③结构单元是指构成高分子链并决定高分子性质的最小结构单位。
④重复单元是指聚合物链上化学组成和结构相同的最小单元。
⑤链节是指重复单元或结构单元的俗称，许多重复单元或结构单元连接成线性大分子，类似一条链子，因此重复单元或结构单元又称链节。
（2）它们之间的相互关系和区别
烯类加聚物中，单体单元、结构单元、重复单元、链节相同，如聚氯乙烯。
缩聚物中不采用单体单元术语，因为在缩合聚合中部分原子缩合成低分子副产物析出，单体与结构单元的元素组成不再相同。
由两种单体缩聚而成的聚合物中，两种结构单元构成重复单元。
如聚己二酰己二胺。
2．举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的含义，以及它们之间的关系和区别。
答：低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子的含义及之间的关系和区别主要表现为：
（1）低聚物是指分子量或聚合度小的聚合物，高聚物是指分子量或聚合度大的聚合物，齐聚物指聚合度只有几至几十的聚合物。
低聚物和高聚物并无严格的界限，一般低聚物的分子量在几千以下，而高聚物的分子量在万以上。
齐聚物则属于低分子的范畴。
（2）高分子是指由千百个原子彼此以共价键结合形成的相对分子质量特别大、具有重复结构单元的化合物。
合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物，故聚合物可以看作是高分子的同义词。
但有时高分子可指一个大分子，而聚合物则指许多大分子的聚集体。
3．写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯和天然橡胶的结构式（重复单元）。
选择其常用分子量，计算聚合度。
答：聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯和天然橡胶的结构式（重复单元）、常用分子量（
M）、聚合度（DP）的计算如表1-1所示。
n
表1-1
4．举例说明和区别：缩聚、聚加成和逐步聚合，加聚、开环聚合和连锁聚合。
答：（1）缩聚、聚加成和逐步聚合的示例和区别
①缩聚、聚加成和逐步聚合的示例
缩聚即缩合聚合反应，是指带有两个或两个以上官能团的单体之间连续、重复进行的缩合反应。
缩聚、逐步聚合的示例，如己二胺和己二酸反应生成聚己二酰己二胺（尼龙-66）。
聚加成是指通过加成反应的反复进行，使分子间形成共价键，逐步生成高聚物的聚合。
聚加成的示例，如丁二醇和二异氰酸己酯生成聚氨酯。
②缩聚、聚加成和逐步聚合的区别
缩聚和聚加成都属于逐步机理，无一定的活性中心，每步反应的速率和活化能大致相同。
缩聚是逐步缩合聚合，反应常伴随着小分子的生成。
聚加成是逐步加成聚合，聚合物形成的同时没有小分子析出。
大部分缩聚属于逐步聚合机理，但两者不是同义词。
（2）加聚、开环聚合和连锁聚合的示例和区别
①加聚、开环聚合和连锁聚合的示例
加聚是指烯类单体π键断裂而后加成聚合起来的反应，产物称作加聚物，加聚物结构单元的元素组成与其单体相同，只是电子结构有所变化。
加聚、连锁聚合的示例，如氯乙烯加聚生成聚氯乙烯。
开环聚合是指环状单体σ键断裂而后聚合成线形聚合物的反应。
开环聚合物与单体组成相同，无副产物产生，类似加聚。
多数开环聚合物是杂链聚合物，类似缩聚物，如己内酰胺开环聚合成聚己内酰胺（尼龙-6）。
②加聚、开环聚合和连锁聚合的区别
大多数烯类加聚和杂环开环聚合属连锁机理，过程由链引发、链增长、链终止等基元反
应组成，各基元反应的速率和活化能差别很大。
加聚是烯类单体π键断裂而后的连锁聚合，开环聚合是环状单体σ键断裂而后的连锁聚合。
多数烯类单体的加聚反应属于连锁聚合机理。
5．写出下列单体的聚合反应式，以及单体、聚合物的名称。
a ．
b ．
c ．
e ． 答：a ．
b ．
c ．
d ．
e ．
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。
答：a ．
b ．
2
CH CHF =232
CH C =（CH ）25HO COOH （
CH ）226224NH NH HOOC COOH
+（CH ）（CH ）
c．
d．
7．写出下列聚合物的单体分子式和常用的聚合反应式：聚丙烯腈、天然橡胶、丁苯橡胶、聚甲醛、聚苯醚、聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷。
答：（1）聚丙烯腈的单体分子式和常用的聚合反应式
（2）天然橡胶的单体分子式和常用的聚合反应式
（3）丁苯橡胶的单体分子式和常用的聚合反应式
（4）聚甲醛的单体分子式和常用的聚合反应式
（5）聚苯醚的单体分子式和常用的聚合反应式。