第四章自由基共聚合作业
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 。
第四章共聚合
4. 自由基共聚合例1 苯乙烯（M 1）和丙烯酸甲醇（M 2）在苯中共聚，已知r=0.75,r 2=0.20。
求：（1）画出共聚物组成F 1-f 1曲线；（2）[M 1]0=1.5mol ·L -1，[M 2]0=3.0mol ·L -1，求起始共聚物的组成；（3）当M 1质量分数为15%，当M 2质量分数为时85%，求共聚物的组成。
解 （1） 因为r 1=0.75 < 1 , r 2=0.2 < 1,所以，两单体的共聚属于有恒比共聚点的非理想共聚。
其恒比点为：762.02.075.022.0121f F 21211=---=---==r r r共聚物组成的F 1-f 1曲线如下： ·（2）因为[M 1]0=1.5mol ·L -1，[M 2]0=3.0mol ·L -1。
得[][][]67.0f 1f 33.00.35.15.1M M M f 010202010101=-==+=+=，起始共聚物组成为()()()5.0fr f f 2fr f f f r F 202202012011020121101=+++=（3）当[M 1]0=15%（质量分数），[M 2]=85%（质量分数），M 1和M 2的摩尔分数分别为：[][][]873.0127.01f 1f 127.01088.91044.11044.186/85.0104/15.0104/15.0M M M f01023332010101=-=-==⨯+⨯⨯=+=+=---起始共聚物组成为 ()()()318.0fr f f 2fr f f f r F 202202012011020121101=+++=例2 根据下图的二元组分的自由基共聚反应F 1-f 1关系形状，判断竞聚率值、共聚反应特征、共聚物组成与原料组成的关系，以及共聚物两组分排列的大致情况。
解 曲线（1）r 1=r 2=0，交替共聚，不论单体配比如何，共聚物组成恒定，并且不随转化率的变化而变化，共聚物为交替共聚物，两种结构单元严格交替排列。
高分子化学第五版chapter-4+自由基共聚合
n2
=
=
[M1] + k22 / k21 [M2]
令： r1 = k11 / k12 ； r2 = k22 / k21 n1 n2
=
d [M1]
d [M2]
=
[M1]
[M2]
r1 [M1] + [M2]
•
[M1] + r2 [M2]
共聚组成方程
18
n1 n2
=
d [M1]
d [M2]
=
[M1]
[M2]
f1 = F1 = [M1] [M1] + [M2] d[M1] d[M1] + d[M2] f2 = F2 = [M2] [M1] + [M2] d[M2] d[M1] + d[M2] f1 + f 2 = 1 F1 + F2 = 1
F1 =
r1 f12 + f1f2 r1 f12 + 2 f1f2 + r2 f22
6
2. 共聚物的命名 聚－ 两单体名称以短线相连，前面加“聚”字 如：聚丁二烯－苯乙烯。 －共聚物 两单体名称以短线相连，后面加“共聚物” 如：乙烯－丙烯共聚物、氯乙烯－醋酸乙烯共聚物
在两单体间插入符号表明共聚物的类型
如：polystyrene-b-butadiene 苯乙烯—丁二烯嵌段共聚物
2. 扩大单体的原料来源
某些单体不能均聚，但能与其他单体共聚，从而增
加了聚合物的品种。 例如： 马来酸酐是1, 2取代单体，不能均聚。但与苯乙烯 或醋酸乙烯能很好共聚，是优良的织物处理剂和悬浮
聚合分散剂。
1, 2-二苯乙烯也不能均聚，但能与马来酸酐共聚， 产物严格交替。
高分子第四章作业
第四章 自由基共聚合反应1.解释下列高分子概念。
见教材2．简要回答下列问题（1）答：同样是作了等活性、长链、稳态和无副反应假设，含义如下：等活性假设：仍然认为链自由基的活性只与链端的独电子所在的结构单元的化学结构有关，而链结构和链长无关。
长链假设：共聚物的聚合度很高时，链增长反应是消耗单体并决定共聚物组成的最主要过程，链引发和链终止反应对共聚物的组成基本无关。
稳态假设：假设共聚反应在稳态下进行，共聚体系中的两种自由基的浓度以及总浓度均保持不变。
共聚反应是无解聚等副反应的不可逆反应。
在二元共聚物组成微分方程推导时，除了假设链终止速率与链引发速率相等外，还假定两种自由基之间的互变速率也相等，除此以外，其余假设并无不同。
（3）答：自由基的活性决定链增长反应的速率常数，不活泼单体产生活泼的自由基，其链增长速率常数大，反应速度快。
（5）答：包括共聚、共混和聚合物化学反应三种4．控制共聚物组成的方法有：控制转化率和补加消耗得快的单体。
r 1=0.40, r 2=0.60, 共聚体系属于有恒比点共聚类型，恒比点为：F1=f1＝（1－r 1）/(2－r 1－ r 1)＝（1－0.6）/(2－0.4－0.6)＝0.4，或M 1/M 2=2/3要求共聚物的组成控制为F 1=0.5, 则可计算对应的单体组成：55.0]2[]2[225.1]2[225.1]2[]1[]1[,225.1][][5.12/3][][6.04.06.024.028.05.06.024.04.0212122122122212221212121222121212122221211212111=+=+====⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=++=+=+++=+++=M M M M M M f MMM M f f f f f f f f f f f f f f f f f f f r f f f r f f f r F要求共聚物的组成大于恒比点，因此要通过补加单体M2来控制聚合物的组成。
4题解
２．甲基丙烯酸甲酯（M 1 ）浓度为 5mol/L，5-乙基-2-乙烯基吡啶浓度为 1mol/L，竞聚 ；b.求共聚物组成与单体组成 率r 1 =0.40，r 2 =0.69。a.计算聚合物起始组成（以摩尔分数计） 相同时两单体的摩尔配比。 解答： [M 1 ] 5 a. f1 5/6 [M 1 ] [M 2 ] 5 1 f 2 =1- f 1 =1/6 b. 共聚物组成与单体组成相同,即在恒比点共聚，则： 1 r2 1 0.69 f1 0.34 2 r1 r2 2 0.40 0.69 甲基丙烯酸甲酯对 5-乙基-2-乙烯基吡啶的摩尔比为 0.34/0.66。 ３．氯乙烯（r 1 =1.67）与醋酸乙烯酯（r 2 =0.23）共聚，希望获得初始共聚物瞬时组成 （摩尔分数） 醋酸乙烯酯， 分别求两单体的初始配比。 和 85％转化率时共聚物平均组成为 5％ 解答： 初始共聚物瞬时组成为 5％（摩尔分数）醋酸乙烯酯的初始配比： 将r 1 、r 2 和F 2 =5%代入公式：
2
F1
（2）
1.68 0.89 2 0.89 0.11 1.68 0.89 2 2 0.89 0.11 0.23 0.112 0.93 0.85 / 100 f10 0.85 0.85 / 100 0.15 / 104
0
0
F1
0.46 0.852 0.85 0.15 0.46 0.852 2 0.85 0.15 0.52 0.152 0.77
第四章 自由基共聚合
一、论述题： 1．何谓竞聚率？简述其物理意义。 解答： 竞聚率是自由基自增长与交替增长速率常数之比, 即：
r1
Байду номын сангаас
4教材习题参考答案 第四章自由基共聚反应.doc
解：（1）r1 = r2 = 1
F1 = f1理想恒比共聚；共聚物组成为一对角线
（2）r1 = r2 = 0
F1 = 0.5交替共聚；图上为一条F1=0.5的水平线
∴原式可简化为F1＝(r1+1)/(r1+2+r2)由此式可计算出各种情况下的F1，再由1－F1算得F2
情况
1
2
3
4
5
6
7
8
9
F1
0.5
0.35
0.09
0.5
0.5
0.5
0.4
0.17
0.1
计算值与图中所查得的值相吻合
第四章自由基共聚合
计算题
1、氯乙烯—醋酸乙烯脂、甲基丙烯酸甲酯—苯乙烯两对单体共聚，若两体系中醋酸乙烯酯和苯乙烯的浓度均为15%（质量分数），根据文献报道的竞聚率，试求共聚物的起始组成。
解：1、对于氯乙烯—醋酸乙烯脂
r1=1.68 r2=0.23 M1=62.5 M2=86
= n1/(n1+n2) Nhomakorabeam1M2/(m1M2+m2M1)
W2= m2/(m1+m2) =15%所以m2=3/17m1
所以f1= m1M2/(m1M2+m2M1) =0.886
= 0.93
所以起始组成为F1=0.93 F2=0.07
教材习题参考答案第四章自由基共聚反应
思考题
1.无规、交替、接枝、嵌段共聚物的结构有何差异?举例说明这些共聚物名称中单体前后位置的规定?
高分子科学-第4章 自由基共聚
4.1 引言
n CH2=CH Cl
聚合
[ CH2CH ] n Cl
n CH2=CH + mCH2=CH Cl
共聚合
[CH2CH CH2 CH ] Cl OCOCH 3
OCOCH 3
只有一种单体参与的聚合反应为均聚反应，其聚合产物分子结构中只含 一种单体单元，称为均聚物。 两种或两种以上单体共同参与的聚合反应为共聚反应，其聚合产物称为 共聚物。 根据参加反应单体的单元数，共聚反应可分为：二元共聚、三元共聚、 多元共聚。
复习： 自由基聚合特征
微观历程可分为链引发、链增长、链转移和链终止。
动力学特点是慢引发、快增长、速终止。链引发是控 制速率的关键步骤。
E （kJ/mol)
k kd: 10- 4~10- 6s-1
特点 慢引发
引发 增长
终止
Ed:105~150 Ei: 21~34 Ep=20~34 Et=8~21
kp=102~104l/mol· s 快增长 kt=106~108l/mol· s
Ri1 ki1[R ] [M1 ]
Ri 2 ki 2[R ] [M 2 ]
ki1、ki2：初级自由基引发单体M1、M2的速率常数
►链增长：4种增长反应
M M 1 M 1 M
k11 1 1
R11 k11 M1 M1
2
M M 2 M1M
d M 2 R R k M M k M 对单体2： dt 22 12 22 2 2 12 1 M 2
某一瞬间进入共聚物中两单体组成之比（n1/n2) 就是两单体进入共聚物的速率之比。
自由基共聚合课后习题答案
自由基共聚合课后习题答案自由基共聚合课后习题答案自由基共聚合是有机化学中的一个重要概念，它描述了自由基在反应中的相互作用和结合。
在本文中，我们将回答一些与自由基共聚合相关的习题，以帮助读者更好地理解这个概念。
1. 什么是自由基共聚合？自由基共聚合是指两个或更多的自由基分子在反应中相互结合形成一个较大的分子。
这种反应通常需要高温和高压条件下进行，并且常常需要引入引发剂来启动反应。
自由基共聚合是一种重要的聚合反应，可以用于制备各种高分子材料，如聚乙烯、聚丙烯等。
2. 自由基共聚合反应的机理是什么？自由基共聚合反应的机理可以分为三个步骤：引发、传递和终止。
引发步骤：在高温和高压条件下，引发剂会分解生成自由基。
这些自由基会进一步引发其他自由基的生成，从而形成一个自由基链。
传递步骤：自由基链会不断传递，并与单体分子发生反应。
在这个过程中，自由基会与单体中的双键发生加成反应，形成一个新的自由基。
终止步骤：自由基链会不断传递和终止，直到所有的自由基都被消耗完或反应停止。
终止步骤通常是由两个自由基相互结合形成一个非自由基的分子。
3. 请解释自由基共聚合反应中的引发剂是如何起作用的？引发剂在自由基共聚合反应中起到了启动反应的作用。
引发剂通常是一种易于分解的化合物，如过氧化物。
当引发剂受到热量或光照时，它会分解生成自由基。
这些自由基会引发其他自由基的生成，从而形成一个自由基链。
引发剂的选择对于反应的速率和产物的性质都有重要影响。
4. 自由基共聚合反应有哪些应用？自由基共聚合反应在化学工业中有广泛的应用。
它可以用于制备各种高分子材料，如塑料、橡胶和纤维。
例如，聚乙烯和聚丙烯就是通过自由基共聚合反应制备的。
此外，自由基共聚合还可以用于合成功能性高分子材料，如聚合物荧光染料和聚合物电解质。
5. 自由基共聚合反应有哪些限制？自由基共聚合反应虽然广泛应用，但也存在一些限制。
首先，反应条件通常需要高温和高压，这增加了反应的成本和安全风险。
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第四章自由基共聚合作业
P146T 思考题4.考虑r1=r2=1；r1=r2=0；r1>0,r2=0；r1r2=1等情况，说明11f f F =（）的函数
关系和图像特征。
解答：由21112122111222
r f +f f r f +2f f +r f F = 当r1=r2=1时，11f F =，如图；当r1=r2=0时，11=
2F ，如图 当r1>0,r2=0时，1121112r f +f r f +2f F =，如图；当r1r2=1时，11122d[]d[]r d[]d[]
M M M M =,如图
P147T1.氯乙烯-醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯两对单体聚合，若两体系中醋酸乙烯酯和苯乙烯的浓度均为15%（质量分数），根据文献报道的竞聚率，试求共聚物起始组成。
解答：由氯乙烯-醋酸乙烯酯的竞聚率为：r1=1.68，r2=0.23；
=15%=85%ωω（醋酸乙烯酯），（氯乙烯）；10.85
62.5f ==0.8860.851-0.85+62.586
（） 21f =1-f =0.114
21112122111222
r f +f f =0.932r f +2f f +r f F ⇒=；10.93262.5==0.9090.93262.5+0.06886W ⨯⨯⨯ 甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯的竞聚率：r1=0.46，r2=0.52；
10.85
100f ==0.8550.851-0.85+100104
（）；21f =1-f =0.145；21112122111222r f +f f =0.773r f +2f f +r f F ⇒= 10.7731000.7640.7731000.23104
W ⨯==⨯+⨯
P147T1.甲基丙烯酸甲酯（1M )浓度=5-1mol L ∙,5-乙基-乙烯基吡啶浓度=1-1
mol L ∙，竞聚率：r1=0.40，r2=0.69；
a.计算共聚物起始组成（以摩尔分数计），
b.求共聚物组成和单体组成相同两单体摩尔配比。
解答：甲基丙烯酸甲酯浓度为5-1mol L ∙，5-乙基-乙烯基吡啶浓度为11mol L -∙; 01
5f =6，021f =6；21112122111222r f +f f =0.725r f +2f f +r f F ⇒= 即起始共聚物，甲基丙烯酸甲酯的摩尔分数为72.5%
由r1<1，r2<1，21112
1-r f ==0.342-r -r F ⇒= 两单体摩尔比=
12f 0.3417==f 0.6633。