(完整版)高分子第二章习题参考答案
2习题参考答案

高分子化学第二章习题参考答案思考题1、简述逐步聚合和缩聚、缩合和缩聚、线形缩聚和体形缩聚、自缩聚和共缩聚的关系。
参考答案:2、略举逐步聚合的反应基团类型和不同官能团的单体类型5例。
参考答案:逐步聚合的反应基团类型:羧基;羟基;氨基;酰氯基;异氰酸酯基;环氧基;酚羟基。
羧基可以与羟基、氨基反应;羟基可以与酰氯基、异氰酸酯基;环氧基反应;氨基可以与羧基、酰氯基和异氰酸酯基反应。
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;c、甘油;d、苯胺;e、己二胺参考答案:己二酸可以与乙二醇、甘油、己二胺反应形成聚合物。
4、写出并描述下列缩聚反应所形成的聚酯结构,b-d聚酯结构与反应物配比有无关系参考答案:a、HO—RCOOH以为重复单元的线形聚酯。
b、HOOCRCOOH+HOR’OH等摩尔比时得为重复单元的线形聚酯。
所得的数均聚合度Xn 与两官能团摩尔数之比r(r≤1)和反应程度P之间有:关系。
c、HOOCRCOOH+R“(OH)3两基团等摩尔比时可形成体型网状结构,当羧基远大于羟基时,得到羧端基的低聚物,当羧基远小于羟基时,得到羟端基的低聚物。
d、HOOCRCOOH+ HOR’OH+R“(OH)3两基团等摩尔比时可形成体型网状结构当羧基远大于羟基时,得到羧端基的低聚物,当羧基远小于羟基时,得到羟端基的低聚物。
5、下列多对单体进行线型缩聚:己二酸和己二醇,己二酸和己二胺,己二醇和对苯二甲酸,乙二醇和对苯二甲酸,己二胺和对苯二甲酸,简明点出并比较缩聚物的性能特征。
参考答案:己二酸和己二醇的缩聚物比己二酸和己二胺的缩聚物的熔点低,强度小,其原因是前者缩聚物之间没有氢键;己二酸和己二醇的缩聚物比己二醇和对苯二甲酸缩聚物的熔点低,强度小,其原因是后者分子链中引入了苯环;己二酸和己二醇的缩聚物比乙二醇和对苯二甲酸缩聚物的熔点低,强度小,其原因是后者分子链中引入了苯环,而且后者的乙二醇比己二醇的碳原子数小;己二醇和对苯二甲酸的缩聚物比己二胺和对苯二甲酸缩聚物的熔点低,强度小,其原因是后者分子链中有酰胺键,分子链间有氢键。
有机高分子第二章作业答案

有机高分子第二章作业答案(共3页)-本页仅作为预览文档封面,使用时请删除本页-1、用邻苯二甲酸酐与1mol 乙二醇、1mol 丙三醇进行缩聚,用Carothers 方程和Flory 统计法计算凝胶点。
解:2.25.410115.23*12*12*5.2==++++=f ,9.02==fp c 6.03*12*13*1=+=ρ,3=f 79.0)1*6.01(12/1=+=c p2. 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n X 。
另在排除副产物水的条件下缩聚,欲得100=n X ,问体系中残留水分有多少?解:3111=+=-=K pX n Lm ol n n K pn K pX w w w n /10*4100114-==≈=-=3. 邻苯二甲酸酐与甘油或季戊四醇缩聚,两种基团数相等,试求:a. 平均官能度b. 按Carothers 法求凝胶点c. 按统计法求凝胶点解:a 、平均官能度:1)甘油:4.2233*22*3=++=f 2)季戊四醇:67.2121*42*2=++=f b 、 Carothers 法:1)甘油:833.04.222===f p c 2)季戊四醇:749.067.222===f p c c 、Flory 统计法:1)甘油:1,1,707.0)2([12/1===-+=ρρr f r r p c2)季戊四醇:1,1,577.0)2([12/1===-+=ρρr f r r p c4. 等摩尔二元醇和二元酸缩聚,另加醋酸%,p=或时聚酯的聚合度多少?解:假设二元醇与二元酸的摩尔数各为1mol ,则醋酸的摩尔数为。
N a =2mol ,N b =2mol ,015.0'=b N mol985.0015.0*2222,=+=+=b b aN N N r 当p=时,88.79995.0*985.0*2985.01985.01211=-++=-++=rp r r X n 当p=时,98.116999.0*985.0*2985.01985.01211=-++=-++=rp r r X n5. 用2mol 羟基酸(HORCOOH )为原料进行缩聚反应,另外加乙酸,如果反应进行到p=时,所得产物的聚合度是多少?98.002.0*222=+=r ,5099.0*98.0*298.0198.01211=-++=-++=rp r r X n1. 反应程度:参加反应的官能团与起始官能团总数之比。
高分子课程第二章作业(含答案解释)

高分子化学第二章课后作业(共100分)1、简述逐步聚合的实施方法。
(10分)答案:2、影响线形缩聚物聚合度的因素有哪些?两单体非等化学计量,如何控制聚合度?(10分)备注:影响线形缩聚物聚合度中的第四个因素(反应条件)未回答的也可以给予满分。
另外批改时注意两单体非等化学计量的公式(应该有部分写成两单体等化学计量公式)3、己二酸与下列化合物反应,哪些能形成聚合物并说明原因。
(10分)A.乙醇B.乙二醇C.甘油D.苯胺E.己二胺答案:己二酸(f=2)为2官能度单体,因此能与己二酸形成聚合物的化合物有:乙二醇(f=2)、甘油(f=3)、己二胺(f=2)。
其中与乙二醇(f=2)、己二胺(f=2)形成线形缩聚物,与甘油(f=3)形成体形缩聚物。
答案解释:4、聚酯化和聚酰胺化的平衡常数有何差别?对缩聚条件有何影响?(10分)答案:(1)聚酯化反应平衡常数小,K=4,低分子副产物水的存在限制了聚合物分子量的提高,对聚合反应的条件要求较高,反应须在高温和高真空条件下进行,体系中水的残留量应尽量低,这样才能得到高聚合度的聚合物。
(2)聚酰胺化反应平衡常数中等,K=300-400,水对分子量有所影响,对聚合反应的条件要求相对温和。
聚合早期,可在水介质中进行;聚合后期,须在一定的减压条件下脱水,提高反应程度。
5、分别按Carothers法和Flory统计法计算下列混合物的凝胶点:(10分)(1)邻苯二甲酸酐和甘油按照摩尔比为1.5:0.98进行缩聚(2)邻苯二甲酸酐、甘油、乙二醇按照摩尔比为1.5:0.99:0.002进行缩聚答案:(1)Carothers法:邻苯二甲酸酐(f=2)官能度为2,甘油(f=3)官能度为3,邻苯二甲酸酐和甘油按照摩尔比为1.5:0.98进行缩聚的情况下,属于两基团不相等平均官能度=(2*3*0.98)/(1.5+0.98)=2.371,凝胶点=2/2.371=0.844Flory统计法:由题可知甘油(f=3)官能度为3,则支化单元分率ρ=1,基团比r=(0.98*3)/ (1.5*2)=0.98,f=3则凝胶点=1/[0.98+0.98*1*(3-2)]1/2=0.714(2)Carothers法:邻苯二甲酸酐(f=2)官能度为2,甘油(f=3)官能度为3,乙二醇(f=2)官能度为2,邻苯二甲酸酐、甘油、乙二醇按照摩尔比为1.5:0.99:0.002进行缩聚的情况下,属于两基团不相等平均官能度=2*(0.99*3+0.002*2)/(1.5+0.99+0.002)=2.387,凝胶点=2/2.387=0.838Flory统计法:由题可知甘油(f=3)官能度为3,则支化单元分率ρ=0.99*3/(0.99*3+0.002*2) =0.999,基团比r=(0.99*3+0.002*2)/(1.5*2)=0.991,f=3则凝胶点=1/[0.991+0.991*0.999*(3-2)]1/2=0.71解题思路:(1)首先判断该体系是属于两基团数相等还是两基团数不等;(2)Carothers法:根据体系的类型选择合适的公式计算出平均官能度,进而计算出凝胶点;(3)Flory统计法:根据体系的类型,得到官能度f为多少(此处注意与平均官能度不是一个概念,官能度f为多官能度单体的官能度),选择合适的公式计算出支化单元分率、基团比,进而计算出凝胶点。
高分子化学第二章答案完整版

第二章缩聚和逐步聚合思考题2.1简述逐步聚合和缩聚、缩合和缩聚、线形缩聚和体形缩聚、自缩聚和共缩聚的关系和区别。
解(1)逐步聚合和缩聚逐步聚合反应中无活性中心,通过单体中不同官能团之间相互反应而逐步增长,每步反应的速率和活化能大致相同。
缩聚是指带有两个或两个以上官能团的单体间连续、重复进行的缩合反应,缩聚物为主产物,同时还有低分子副产物产生,缩聚物和单体的元素组成并不相同。
逐步聚合和缩聚归属于不同的分类。
按单体—聚合物组成结构变化来看,聚合反应可以分为缩聚、加聚和开环三大类。
按聚合机理,聚合反应可以分成逐步聚合和连锁聚合两类。
大部分缩聚属于逐步聚合机理,但两者不是同义词。
(2)缩合和缩聚缩合反应是指两个或两个以上有机分子相互作用后以共价键结合成一个分子,并常伴有失去小分子(如水、氯化氢、醇等)的反应。
缩聚反应是缩合聚合的简称,是指带有两个或两个以上官能团的单体间连续、重复进行的缩合反应,主产物为大分子,同时还有低分子副产物产生。
l-1、1-2、1-3等体系都有一种原料是单官能度,只能进行缩合反应,不能进行缩聚反应,缩合的结果,只能形成低分子化合物。
醋酸与乙醇的酯化是典型的缩合反应,2-2、2-3等体系能进行缩聚反应,生成高分子。
(3)线形缩聚和体形缩聚根据生成的聚合物的结构进行分类,可以将缩聚反应分为线形缩聚和体形缩聚。
线形缩聚是指参加反应的单体含有两个官能团,形成的大分子向两个方向增长,得到线形缩聚物的反应,如涤纶聚酯、尼龙等。
线形缩聚的首要条件是需要2-2或2官能度体系作原料。
体形缩聚是指参加反应的单体至少有一种含两个以上官能团,并且体系的平均官能度大于2,在一定条件下能够生成三维交联结构聚合物的缩聚反应。
如采用2-3官能度体系(邻苯二甲酸酐和甘油)或2-4官能度体系(邻苯二甲酸酐和季戊四醇)聚合,除了按线形方向缩聚外,侧基也能缩聚,先形成支链,进一步形成体形结构。
(4)自缩聚和共缩聚根据参加反应的单体种类进行分类,可以将缩聚反应分为自缩聚、混缩聚和共缩聚。
高分子化学 第二章

第二章参考答案3. 己二酸与下列化合物反应,那些能形成聚合物?解:己二酸为2官能度单体,f =2。
a. 乙醇:2-1体系不能形成聚合物,生成己二酸二乙酯。
b. 乙二醇:2-2体系形成线形聚合物,即聚己二酸乙二醇酯。
c. 甘油:2-3体系形成体型聚合物。
d. 苯胺:2-1体系不能形成聚合物,生成己二酰二苯胺。
e. 己二胺:2-2体系形成线形聚合物,即己二酰二胺或称尼龙-66。
5. 下列多对单体进行线形缩聚:己二酸和己二醇。
己二酸和己二胺,己二醇和对苯二甲酸,己二胺和对苯二甲酸。
简明给出并比较缩聚物的性能特征。
⑴. 己二酸和己二醇:形成线形聚酯。
分子中无氢键,且分子柔软,所以,聚合物的熔点低,强度小,且不耐溶剂,易水解,不能用作结构材料。
但可作为聚氨酯的预聚物、药物载体、可降解的缝合线等。
⑵. 己二酸和己二胺:形成线形聚酰胺,即尼龙-66。
其有较高的结晶度、熔点和强度,可以用作高强度的合成纤维和工程塑料。
⑶. 己二醇和对苯二甲酸:形成线形芳香聚酯,即涤纶聚酯,苯环的存在,提高了聚酯的刚性、强度和熔点,亚乙基赋予聚酯的柔性,使涤纶聚酯成为合成纤维的第一大品种。
⑷. 己二胺和对苯二甲酸:形成半芳胺,即尼龙-6T,其热稳定性好,熔点高。
6. 简述线形缩聚中的成链和成环倾向。
选定下列单体中的m值,判断其成环倾向。
在线形缩聚时,单体及中间产物有成环倾向,一般,五、六元环的结构比较稳定,易成环;另外单体浓度对成环倾向也有影响,因成环是单分子反应,缩聚是双分子反应,因此,低浓度有利于成环,高浓度有利于线形缩聚而成链。
⑴. 氨基酸:当1m时,经双分子缩合后,易形成六元环。
甘氨酸形成=甘氨酸酐。
当2m时,经消去反应,可能形成丙烯酸。
=当43orm=时,分子内形成酰胺后,易形成五、六元环。
当5m时,主要形成线形聚合物。
≥⑵. 乙二醇与二元酸:不易成环,主要形成线形聚合物。
7. 简述线形缩聚的逐步机理,以及转化率与反应程度的关系。
有机高分子第二章作业答案

1、用邻苯二甲酸酐与1mol 乙二醇、1mol 丙三醇进行缩聚,用Carothers 方程和Flory 统计法计算凝胶点。
解:2.25.410115.23*12*12*5.2==++++=f ,9.02==fp c 6.03*12*13*1=+=ρ,3=f 79.0)1*6.01(12/1=+=c p2. 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n X 。
另在排除副产物水的条件下缩聚,欲得100=n X ,问体系中残留水分有多少 解:3111=+=-=K pX n Lmol n n K pn K pX w w w n /10*4100114-==≈=-=3. 邻苯二甲酸酐与甘油或季戊四醇缩聚,两种基团数相等,试求:a. 平均官能度b. 按Carothers 法求凝胶点c. 按统计法求凝胶点解:a 、平均官能度:1)甘油:4.2233*22*3=++=f 2)季戊四醇:67.2121*42*2=++=f b 、 Carothers 法:1)甘油:833.04.222===f p c 2)季戊四醇:749.067.222===f p c c 、Flory 统计法:1)甘油:1,1,707.0)2([12/1===-+=ρρr f r r p c 2)季戊四醇:1,1,577.0)2([12/1===-+=ρρr f r r p c4. 等摩尔二元醇和二元酸缩聚,另加醋酸%,p=或时聚酯的聚合度多少解:假设二元醇与二元酸的摩尔数各为1mol ,则醋酸的摩尔数为。
N a =2mol ,N b =2mol ,015.0'=b N mol985.0015.0*2222,=+=+=b b aN N N r 当p=时,88.79995.0*985.0*2985.01985.01211=-++=-++=rp r r X n 当p=时,98.116999.0*985.0*2985.01985.01211=-++=-++=rp r r X n5. 用2mol 羟基酸(HORCOOH )为原料进行缩聚反应,另外加乙酸,如果反应进行到p=时,所得产物的聚合度是多少98.002.0*222=+=r ,5099.0*98.0*298.0198.01211=-++=-++=rp r r X n1. 反应程度:参加反应的官能团与起始官能团总数之比。
高分子化学与物理第二章答案

《高分子化学与物理》第2章习题答案1、(1)逐步聚合:单体转化为高分子是逐步进行的,即单体官能团间可相互反应而逐步增长。
(2)缩合聚合:由带有两个或两个以上官能团的单体之间相互作用,生成高分子物质,同时析出小分子。
(3)官能团等活性:在一定聚合度范围内,官能团活性与聚合物分子量大小无关。
(4)线形缩聚:参加反应的单体都含有两个官能团,反应中形成的大分子向两个方向增长,得到线型聚合物的一类反应。
(5)体型缩聚:参加反应的单体中至少有一种单体含有两个以上的官能团,切体系平均官能度大于2,反应中大分子向三个方向增长,得到体型结构聚合物的一类反应。
(6)凝胶点:开始出现凝胶瞬间的临界反应程度。
(7)转化率:参加反应的单体量站起始单体量的分数。
(8)反应程度:参与反应的基团数占起始基团的分数。
(9)界面缩聚:参加聚合反应的两种单体分别溶于互不相溶的两种溶剂中,在相界面处单体进行的缩聚反应。
2. (1)H 2N(CH 2)5COOHNH(CH 2)5COnn +(n -1)H 2O(2)HOCH 2CH 2OH +HOOC(CH 2)4COOHn n OCH 2CH 2O 2)4COOn(2n -1)H 2O +(3)n OCN(CH 2)6NCO +n HO(CH 2)4OH(CH 2)6H NH NCOO O(CH 2)4On(4)n HO(CH 2)5COOH2)5COn +(n -1)H 2O3、n X =200n X =,K=432代入,可得:224320.0108200w n K n X === 4、计算等物质的量的对苯二甲酸与乙二醇的反应体系,11X P=-,聚对苯二甲酸乙二醇酯结构单元的分子量为M 0=192,11n X P=-,0n n M M X =,各反应程度时的平均聚合度和分子量见下表。
5、n X =50n X =,K =4.9代入,可得:3224.9 1.961050w n K n X -===⨯ 6、由112n r X r rP +=+-,10.996210.0022a b c N r N N ===++⨯当P=0.95时,n X =20;当P=0.98时,n X =46;当P=0.99时,n X =83 7、(1)2*33*22.432a ab b a b f N f N f N N ++===++f >2,该体系可以发生交联,凝胶点:220.8332.4c P f ==≈ (2)3×2>1.95×3,邻苯二甲酸过量,两官能团不等当量,22*3*1.952.363 1.95b b a b f N f N N ==≈++凝胶点:220.8472.36c P f ==≈ (3)2()2*(1.95*32*0.002)2.3643 1.950.002a a c c abc f N f N f N N N ++==≈++++f >2,该体系可以发生交联,凝胶点:220.8472.36c P f==≈ 8、2-官能度体系、2-2官能团体系能发生缩聚时,能生成线型聚合物。
高分子第2章逐步聚合反应答案

第二章 逐步聚合反应1.要说明什么是均缩聚、混缩聚、共缩聚?各举一例。
答:只有一种单体进行的缩聚称为均缩聚,如ε-氨基己酸的缩聚反应;由两种皆不能独自缩聚的具有不同功能基的单体参加的缩聚反应称为混缩聚,如己二胺与己二酸的反应;如在均缩聚中加入另一单体进行缩聚或在混缩聚中加入第三单体混缩聚,则称为共缩聚,如苯二甲酸、乙二醇、丙三醇的缩聚反应。
2. 解释下列名词:官能团等活性理论;(2)凝胶点;(3)反应程度和转化率;(4)平均官能度。
答:(1)不同大小的分子上的官能基具有相同的反应能力,这就是官能团等活性理论;凝胶时的反应程度叫凝胶点;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;平均官能度指体系中可能反应的官能团总数被体系分子总数所除而得。
3.胺和己二酸合成聚酰胺,分子量约15000,转化率99.5%,若己二胺过量,试计算原料比,产物端基是什么? 答: M 0 = (114 +112) / 2 =113, Xn =15000 /113 =132.7, P = 0.995 Xn = 1+r / (1+r-2rp ) r = 0.995 , 已知胺基过量,则己二胺和己二酸投料比为1:0.995, 端羧基数= Na (1-P ), 端胺基数= Nb- NaP =Na/r –NaP =Na(1/r-P ), 端胺基数/ 端羧基数= (1/r-P) / (1-P)= (1/0.995-0.995) /(1-0.995)=24.等摩尔比的二元醇和二元酸为原料于某温度下进行封管均相聚合,试问该产品最终的Xn 是多少?已知该温度下反应平衡常数为4。
答: K = p ×n / (1-p)2,在封管体系中,n = p , K = p 2 / (1-p)2 ,p = K 1/2 / (K 1/2+ 1)=0.67, Xn =1 / (1-p)=K 1/2 + 1 = 35.摩尔比的己二胺和己二酸于220℃下进行缩聚反应,已知该温度下K 为365。
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高分子第二章习题参考答案
1.下列烯类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=CCl2,CH2=CHCN,CH2=C(CN)2,CH2=CHCH3,CH2=C(CH3)2,CH2=CHC5H6,CF2=CF2,CH2=C(CN)COOCH3,CH2=C(CH3)-CH=CH2
参考答案:
自由基聚合:CH2=CHCl,CH2=CCl2,CH2=C(CN)2,CH2=CHC5H6,CH2=C(CH3)-CH=CH2,CF2=CF2,CH2=C(CN)COOCH。
阴离子聚合:CH2=CHCN,CH2=C(CN)2,CH2=CHC5H6,CH2=C (CH3)-CH=CH2,CH2=C(CN)COOCH。
阳离子聚合:CH2=CHCH3,CH2=CHC5H6,CH2=C(CH3)-CH=CH2,CH2=C(CH3)2。
CH2=CHCl:适于自由基聚合,Cl原子是吸电子基团,也有共轭效应,但较弱。
CH2=CCl2:适于自由基聚合,Cl原子是吸电子基团。
CH2=CHCN:适于自由基聚合和阴离子聚合,CN是强吸电子基团,并有共轭效应。
CH2=C(CN)2:适于自由基聚合和阴离子聚合,CN是强吸电子基团。
CH2=CHCH3:适于阳离子聚合,CH3是供电子基团,CH3是与双键有超共额轭效应。
CH2=C(CH3)2:适于阳离子聚合,CH3是供电子基团,CH3是与双键有超共轭效应。
CH2=CHC5H6和CH2=C(CH3)-CH=CH2:均可进行自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合。
因为共轭体系π电子的容易极化和流动。
CF2=CF2:适于自由基聚合。
F原子体积小,结构对称。
CH2=C(CN)COOCH:适合阴离子和自由基聚合,两个吸电子基,并兼有共轭效应。
2.判别下列单体能否进行自由基聚合,并说明理由。
CH2=C(C5H6)2,ClCH=CHCl,CH2=C(CH3)C2H5,CH3CH=CHCH3,CH2=C(CH3)COOCH3,CH2=CHOCOCH3,CH3 CH=CHCOCH3
参考答案:
CH2=C(C5H6)2不能通过自由基聚合形成高分子量聚合物。
因为取带基空间阻碍大,形成高分子键时张力也大,故只能形成二聚体。
ClCH=CHCl不能通过自由基聚合形成高分子量聚合物。
因为单体结构对称,1,2-而取代基造成较大空间阻碍。
CH2=C(CH3)C2H5不能通过自由基聚合形成高分子量聚合物。
由于双键电荷密度大不利于自由基进攻。
CH3CH=CHCH3不能通过自由基聚合形成高分子量聚合物。
因为为阻
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分子量聚合物。
由于1,1-二取代基,甲基体积小,均有共轭效应。
CH2=CHOCOCH3能通过自由基聚合形成高分子量聚合物。
由于乙酰基对双键有共轭效应。
CH3 CH=CHCOCH3不能通过自由基聚合形成高分子量聚合物。
由于是1,2-二取代基,空间阻碍大。
3.以偶氮二异丁腈为引发剂,写出氯乙烯聚合历程中各基元反应。
参考答案:
(1)偶氮二异丁腈分解生成自由基:
(2)初级自由基与氯乙烯加成,形成单体自由基:
(3)链增长反应:
(4)链终止反应;
偶合终止:
歧化终止:
4.自由基聚合时,转化率和分子量随时间的变化有何特征?与机理有何关系?
参考答案:
自由基聚合时,转化率随聚合时间延长而提高,分子量随聚合时间延长基本不变。
由自由基聚合机理可知,自由基聚合是慢引发、快增长、速终止,一个单体分子从引发,经增长和终止,转变成大分子,时间极短,不能停留在中间聚合度阶段,反应混合物仅由单体和聚合物组成。
5.写出下列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、过氧化二碳酸二乙基己酯、异丙苯过氧化氢、过硫酸钾-亚硫酸盐体系、过氧化氢-亚铁盐体系。
其中哪些属于水溶性?使用场所有何不同?
参考答案:
偶氮二异丁腈分子式:
分解反应式:
偶氮二异庚腈分子式:
分解反应式:
过氧化二苯甲酰分子式:
分解反应式:
过氧化二碳酸二乙基己酯分子式:分解反应式:
异丙苯过氧化氢分子式:
分解反应式:
过硫酸钾-亚硫酸盐体系分子式:
K2S2O8—SO32-
分解反应式:
S2O82-+SO32-→SO42-+SO·4-+SO3·-
过氧化氢-亚铁盐体系分子式:
HO—OH,Fe2+
分解反应式:
HO—OH+Fe2+ →OH-+HO·+Fe3+
过硫酸钾-亚硫酸盐体系、过氧化氢-亚铁盐体系属于水溶性,主要用于乳液聚合。
9.解释引发效率,诱导分解和笼蔽效应,试举例说明。
参考答案:
引发效率是指引发剂分解生成的自由基能用于引发聚合的百分数。
诱导分解是指链自由基向引发剂的转移反应。
原来的链自由基或
简单自由基在形成稳定分子的同时,只生成一个新的自由基。
由于去尝的消耗了一个引发剂分子,故使实际引发效率降低。
笼蔽效应是由于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,使引发效率降低。
11.推导自由基聚合动力学方程是,作了哪些基本假设?聚合速率与引发剂浓度平方根成正比,是哪一机理造成的。
这一结论的局限性怎样?
参考答案:
三个假设:(1)等活性理论假设,即链自由基的活性与链长基本无关;
(2)稳态状态假设,即引发速率和终止速率相等;
(3)用于引发的单体远少于增长消耗的单体,即R i<<R p。
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。
这一结论对于凝胶效应,尤其是沉淀聚合,链自由基活性末端手到包埋,难以双基终止;或有单基和双基终止并存,对引发剂浓度级数介于0.5~1.0之间。
12.对于双基终止的自由基聚合,每个大分子含有1.30个引发剂残基。
假定没有链转移反应,试计算歧化和偶合终止的相对量。
参考答案:
偶合终止时一个大分子带有2个引发剂残基,歧化终止时一个大分子带有1个引发剂残基。
设偶合终止为X,则歧化终止为1-X,依题
意得:
2X+(1-X)=1.30
解得:X=0.3
即偶合终止占30%,歧化终止70%。
13.单体溶液浓度0.20mol·L-1,过氧类引发剂浓度为 4.0×10-3 mol·L-1,在60℃下加热聚合。
如引发剂半衰期44小时,引发剂效率f=0.80,k p=145L·mol·s-1,k t=7.0×107 L·mol·s-1,欲达到50%转化率,需要多长时间?
参考答案:
已知:t1/2=44小时,
由P27页式(2-3)求分解速率常数k d=0.693÷t1/2=0.693÷(44×3600)=4.4×10-6s-1
由P38页式(2-27)求达到50%转化率,需要的时间;
解方程得:t=3.4×105s。
15.动力学链长的定义,与平均聚合度的关系?链转移反应对之有何影响?
参考答案:
将每个活性种从引发阶段到终止阶段所消耗的单体数定义为动
力学链长。
对于无链转移的聚合反应,双基终止时,平均聚合度是动力学链长的两倍;歧化终止时,平均聚合度就是动力学链长。
有链转移反应存在时:向单体、向溶剂、向引发剂向链转移发生链转移都使聚合物的分子量下降,向聚合物转移使分子量增加。
25.1,3-丁二烯进行自由基聚合,ΔH-和ΔS-见表2-25,试计算27℃、77℃、127℃时的平衡单体浓度。
参考答案:
已知:-ΔH-=73kJ·mol-1,ΔS-=89.0J·mol-1·K-1
由P67页式(2-108)
解得:
当T e=27℃时,[M]e=8×10-9 mol/L;
当T e=77℃时,[M]e=5.7×10-7 mol/L;
当T e=127℃时,[M]e=1.3×10-5mol/L。