高分子化学潘祖仁版课后习题答案

第一章 绪论 计算题

1.求下列混合物的数均分子量、质均分子量和分子量分布指数。 =10g ，分子量 =30 000 ； b 、组分 B:质量=5g ，分子量 =70 000

解：数均分子量

n i M i

g/M j )

质均分子量

m ,M i M w

w i M i

m i

10 30000 5 70000 1 100000

46876

10 5 1

分子量分布指数

M w / M n =46876/38576 =

第2章 缩聚与逐步聚合

计算题

2.羟基酸HO-(CH) 4-COOH t 行线形缩聚，测得产物的质均分子量为 18,400 g/mol -1，试计算：a.羧基已经

醌化的百分比 b. 数均聚合度 c.

结构单元数X n

解：已知 M w 18400, M 0 100

根据

X W 匹和 X W 1一p 得：p=，故已酯化羧基百分数为%

M 0

1 P M w

1 P,M n

9251

M n

M n 9251

X n

92.51

M 0

100

a 、组分A ：质量 c 、组分C:质量

=1g ，分子量 =100 000

m

i

10 5 1

10/30000

5/70000 1/100000

38576

8.等摩尔的乙二醇和对苯二甲酸在280C下封管内进行缩聚，平衡常数K=4,求最终X n。另在排除副产物水的条件下缩聚，欲得X n 100，问体系中残留水分有多少?

1 .

解: X n K 1 3

1 p

n w4* 10 4mol /L

9.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，NL=2mol，N b 0.015mol N b 2N b

2 2* 0.015 0.985

当p=时,

1 r 1 r 2rp

1 0.985

1 0.985 2* 0.985* 0.995

79.88

当p=时,

X n

1 r

1 r 2rp

1 0.985

1 0.985 2* 0.985* 0.999

116.98

14题

18.制备醇酸树脂的配方为季戊四醇、邻苯二甲酸酐、丙三羧酸[C3H(COOH3]，问能否不产生凝胶而反

14

应完全?

解：根据配方可知醇过量。

f 2 (0.5

2 0.49 3) 1.21 0.5 0.49

0.89，所以必须控制反应程度小于过不会产生凝胶。

第三章 自由基聚合 (这章比较重要)

思考题

6

2.245

P c

计算题

7.过氧化二苯甲酰引发某单体聚合的动力学方程为： F p =k 』M]( f k d /kj 1/2[l] 1/2，假定各基元反应的速率常

数和f 都与转化率无关，[M]o =2 mol L -1，[l]= mol L -1，极限转化率为10%若保持聚合时间不变，欲将 最终转化率从10%提高到20%，试求：

(1) [M]o 增加或降低多少倍？ ( 2) [I] o 增加或降低多少倍？ [I] o 改变后，聚合速率和聚合度有何变化？ (3)如果热引发或光引发聚合，应该增加或降低聚合温度？ E d 、E E t 分别为124、32和8 kJ mol -1

解：(题意有修改) 低转化率下聚合动力学方程：

1/2

fk d 1 /2

R p k p [M]严[I]

k t

1/2

(2)当其它条件一定时，改变[I]0，则有

1 - 1 …

2 “・

一

1/2

ln / ln [

1 ]01 /[ 1 ]

02

1 C 1 1 C 2

1/2

由于聚合速率R p

[I]0 ，故[|]0增加到倍时，R p 增加倍。

1/2

聚合度X n [I ]0 ，故[I]0增加到倍时，X n 下降到原来。即聚合度下降到原来的

1/ (3 )引发剂引发

时，体系的总活化能为：

E t

E d

E

E p - - 90kJ / mol

p

2 2

4

[M]

k

P

fk d

k t

1/2

[I] t

1/2

令k k p

fk d k t

[I]1/2

In (1 C) [I]

kt

(1)当聚合时间固定时,

c 与单体初始浓度无关，故当聚合时间一定时，改变

[M ]0不改变转化率。

[丨〕

20%

[I

]10% 4.51，即引发剂浓度增加到倍时，聚合转化率可以从

10%曾加到20%

热引发聚合的活化能与引发剂引发的活化能相比， 相当或稍大，温度对聚合速率的影响与引发剂引发相当,

要使聚合速率增大，需增加聚合温度。 光引发聚合时，反应的活化能如下：

E E p P 28kJ/mol

p 2

上式中无E d 项，聚合活化能很低，温度对聚合速率的影响很小，甚至在较低的温度下也能聚合，所以无 需增加聚合温度。

8.以过氧化二苯甲酰做引发剂，苯乙烯聚合各基元反应的活化能为

E d 123KJ / mol, E p 32.6KJ / mol, E t 10KJ / mol ，是比较从 50°c 增至 60C 以及从 80c 增

至90C 聚合速率和聚合度的变化。光引发的情况又如何?

E t

E d

E

E

p

7 90.1kJ/m °l

k 50

Ae 8.314 323.15

15

2.725 10 A

k

60

7.462 1

5 10

A,所以 也 2.748

k

50

同理 k 90

2.236

k

80

1

E

E p

E L

34.9kJ / mol

2

2

X 60

1

k 60 Ae E '/RT

60

60

0.677

X 50 k

50

Ae E/RT

50

X 90

1

k 90

Ae E '/RT

90

0.721

X 80

k

80

Ae

E /RT

80

E/RT

90100

Ae