高分子化学12,1级复习题答案
高分子化学试题及答案

高分子化学试题及答案高分子化学试题及答案1、1 分析下列引发体系和单体,何种引发体系可引发何种单体聚合?聚合反应类型是什么?写出链引发反应式。
CH3H2CCCO2CH3H2COCH3H2CCHCHCH3H2CCHOC CH332+C CH3 OOH + Fe2HCCH2CH3CCH2引发体系单体答案:C CH3 OOH + Fe22+OOCOOC可引发以下五种单体进行自由基聚合。
CH2CHCH2CH3CH3CCH2CCH2CHCCH2COOCHCH33CH2CHClNa、n-BuLi为阴离子聚合引发剂,可引发CH2CHCH2CH3CCH2CNCCNCH2CH3CH2CHCCH2CCH3COOCH3 OHCH六种单体进行阴离子聚合。
H2SO4、BF3 + H2O为阳离子聚合引发剂,可引发CH2CHCH2CH3CH3CCH2CCH3CH2CHCCH2CH3OCH3CH3HCHCH2CHCHCH3CH2CHOCCH3CH3七种单体进行阳离子聚合,其中第六种单体聚合时发生异构化聚合。
2、解释下列概念离子对异构化聚合活性聚合答案:离子对:带有相反电电荷的离子当二者间的距离小于某一临界距离时,可称为离子对。
异构化聚合:在聚合链增长过程中,伴有分子内重排的聚合常称为异构化聚合。
活性聚合;没有链转移和链终止的聚合反应称为活性聚合。
3、假定在异丁烯的聚合反应中向单体链转移是主要终止方式,聚合物末端是不饱和端基。
现有4.0g的聚合物使6.0ml 0.01mol/l 的Br—CCl4溶液正好褪色,计算聚合物数均相对分子质量。
答案:=6.67×104。
4、异丁烯在(CH2Cl)2中用SnCl4—H2O引发聚合。
聚合速率Rp∝[SnCl4][H2O][异丁烯]2。
起始生成的聚合物的数均相对分子质量为20,000,1g聚合物中含3.0×10-5mol的羟基,不含氯。
写出该聚合的引发、增长、终止反应方程式。
《高分子化学》习题答案

《高分子化学》习题答案(王槐三第2版)第1章1、解释下列概念(1) 高分子化合物:由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子质量在1万以上的化合物。
(2) 重复结构单元:将大分子链上化学组成和结构可重复的最小单位称为重复结构单元(在高分子物理里也称为链节)。
(3) 结构单元:由1个单体分子通过聚合反应而进入聚合物重复单元的那一部分叫结构单元。
(4) 平均相对分子质量:高分子化合物中同系物相对分子质量的统计平均值。
(5) 平均聚合度:所有大分子链上所含重复结构单元数量的统计平均值。
(6) 多分散性和分散指数:多分散性是指聚合物材料中所含大分子同系物的相对分子质量不相等的这一特性。
分散指数是指重均相对分子质量与数均相对分子质量的比值。
2、写出合成下列聚合物的聚合反应方程式并标出结构单元 (1) 涤纶n HOOCCOOH n HO(CH 2)2OH (2n -1)H 2OHO[OCCOO(CH 2)2O]n H +=+结构 结构单元单元(2) 尼龙-610n HOOC COOH n H 2N(CH 2)6NH 2(2n -1)H 2OHO [ OC(CH 2)8COHN(CH 2)6NH ]+=+(CH 2)8n H 结构单元结构单元(3) 有机玻璃n CH 2CH 3COOCH 3CCH 2CH 3C COOCH 3=[]n CH 2CH 3C COOCH 3结构单元:(4) 聚乙烯醇n CH 2 = CHOCOCH 3CH 2CH []OCOCH 3n水解聚合[]CH 2CH OHn(5) 环氧树脂 (见P8) (6) 聚碳酸酯HOCH 3CH 3C Cl C O ClH OC CH 3CH 3OCCl + (2n - 1)HCl=+n n []OH n O(7) 聚己二氨基甲酸丁二酯n OCN(CH 2)6NCO + n HO(CH 2)2OH = []OCNH(CH 2)6NHCOO(CH 2)4O n(8) 维尼纶[]CH 2CH OHn + CH 2O CH 2CHCH 2CH CH 2CH OCH 2OOH(9) 丁腈橡胶nCH 2CHCN CH 2CHCH CH CH 2CHCH 2CHCHCH 2CNnn +[](10) ABS 树脂nCH 2CHCN CH 2CHCH CH 2n ++ nCH 2CH+ BPOCH 2CHCH 2CHCHCH 2CH 2CH CNn[]3、写出合成下列聚合物的聚合反应方程式并命名聚合物 (1) HO OC(CH 2)8CONH(CH 2)6NH n H []HO OC(CH 2)8CONH(CH 2)6NH n H[]n HOOC(CH 2)8COOH + n H 2N(CH 2)6NH 2 =尼龙-610 (2)[]OCNH(CH 2)6NHCOO(CH 2)4O n见第2题(7)小题 聚己二氨基甲酸丁二酯(3) H O(CH 2)5CO OH[]nn HOOC(CH 2)5OH = HO []OC(CH 2)5O H + (n-1)H 2On聚6-羟基己酸酯 4、参见教材p3315、分别写出单独或与别的单体进行聚合的反应方程式并命名聚合物。
高分子化学试题合辑附答案(可编辑修改word版)

得分得分《高分子化学》课程试题一、基本概念(共 15 分,每小题 3 分)⒋ 动力学链长⒌ 引发剂半衰期二、填空题(将正确的答案填在下列各题的横线处)( 每空 1 分,总计 20 分)⒈ 自由聚合的方法有本体聚合、溶液聚合、乳液聚合和悬浮聚合。
⒉ 逐步聚合的方法有熔融缩聚、溶液缩聚、固相缩聚和界面缩聚。
⒊聚氨酯大分子中有、、和基团。
⒋ 聚合反应按反应机理可分为连锁聚合、逐步聚合、开环聚合和聚合物之间的化学反应四类。
⒌ 聚合物按大分子主链的化学组成碳链聚合物、杂链聚合物、元素无机聚合物和元素有机聚合物四类。
三、简答题(共 20 分,每小题 5 分)⒈ 乳液聚合的特点是什么?⒊ 什么叫自由基?自由基有几种类型?写出氯乙烯自由基聚合时链终止反应方程式。
四、(共 5 分,每题 1 分)选择正确答案填入( )中。
⒈自由基共聚合可得到( 1 4 )共聚物。
⑴ 无规共聚物⑵ 嵌段共聚物⑶ 接技共聚物⑷ 交替共聚物⒉为了得到立构规整的 PP,丙烯可采用( 4 )聚合。
⑴ 自由基聚合⑵ 阴离子聚合⑶ 阳离子聚合⑷ 配位聚合⒊工业上为了合成聚碳酸酯可采用( 1 2 )聚合方法。
⑴熔融缩聚⑵界面缩聚⑶溶液缩聚⑷固相缩聚⒋聚合度基本不变的化学反应是( 1 )⑴PVAc 的醇解⑵聚氨酯的扩链反应⑶高抗冲 PS 的制备⑷环氧树脂的固化⒌表征引发剂活性的参数是( 2 4 )⑴k p (⑵t1/2 ⑶k i ⑷k d五、计算题(共 35 分,根据题目要求计算下列各题)⒈(15 分)用过氧化二苯甲酰(BPO)作引发剂,60℃研究甲基丙烯酸甲酯的本体聚合。
已知:C (偶合终止系数)=0.15; D (歧化终止系数)=0.85; f =0.8;k p=3.67×102 L/ mol.s;k d=2.0×10-6 s-1;k t=9.30×106 L/ mol.s;c(I)=0.01 mol / L;C M=1.85×10-5;C I=2×10-2;甲基丙烯酸甲酯的密度为 0.937 g./ cm3;。
高分子化学复习题(答案)

高分子化学复习题一、判断题1、高分子是指由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成的相对分子量在10000以上的化合物(√)2、平均分子量相同的的聚合物,分子量分布一定相同。
(× )3、分散性相同的聚合物,分子量也相同。
(× )4、涤纶树脂是杂链聚合物。
(√ )5、聚甲基丙烯酸甲酯中结构单元和重复单元是相同的。
(√ )6、温度低于Tg时,非晶态聚合物处于玻璃态。
(√ )7、温度高于Tg(玻璃化温度)低于Tf (粘流温度)时,非晶态聚合物处于粘流态。
(×)8、温度高于Tm时,分子量较高的结晶型聚合物处于粘流态。
(× )9、Tg是非晶型聚合物的使用上限温度;Tm是结晶型聚合物的使用上限温度。
(√ )10、缩聚物的分子量是单体的整数倍。
(× )1、体型缩聚的产物具有可溶可熔性。
(× )2、在缩聚反应中,聚合度随时间或反应程度无明显增加。
(× )3、对于平衡常数较小的缩聚反应,要得到较高分子量的聚合物,需要将小分子浓度控制的很小。
(× )4、在线性缩聚反应中,可以用反应程度控制分子量。
(× )5、在线性缩聚反应中,一开始单体的转化率就很大,但没有形成高分子聚合物。
(√)6、体型缩聚反应中,为了不发生“粘釜”现象,必须控制反应程度大于凝胶点Pc。
(×)7、2-2体系(bBb+aAa)可以形成体型缩聚物。
(× )8、2体系(bRa)可以形成线型缩聚物。
(√ )9、2-3体系只能形成线型缩聚物。
(× )10、在2体系缩聚反应中,加入单官能团物质越多,形成聚合物的分子量越大。
(× )11、在2-2体系中,摩尔系数增大,聚合物的分子量也增大。
(√)12、合成尼龙-66的缩聚反应是均缩聚反应。
(×)13、在缩聚反应中,通常利用转化率来描述该反应与产物聚合度间的关系。
(× )14、缩聚反应中,两单体的配料比对聚合度无影响。
高分子化学试题及答案

高分子化学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 高分子的相对分子质量通常在哪个范围内?A. 100-1000B. 1000-10000C. 10000-100000D. 100000以上2. 下列哪种聚合反应不属于连锁聚合?A. 链引发B. 链增长C. 链终止E. 链转移3. 以下哪个是高分子的物理性质?A. 熔点B. 沸点C. 溶解度D. 所有选项4. 以下哪种单体不能通过加聚反应形成高分子?A. 乙烯B. 丙烯C. 苯乙烯D. 环氧乙烷5. 高分子材料的哪些特性使其在生物医学领域有广泛的应用?A. 良好的机械性能B. 生物相容性C. 可降解性D. 所有选项二、填空题(每空2分,共20分)6. 高分子的三种基本结构单元包括________、________和________。
7. 聚合度是指高分子链中________的数量。
8. 离子聚合是一种________聚合反应。
9. 高分子材料的力学性能可以通过________来提高。
10. 生物降解高分子是指在生物体内________的高分子。
三、简答题(每题10分,共30分)11. 简述高分子化学中的三种主要聚合反应类型。
12. 解释什么是玻璃化转变温度(Tg)以及它对高分子材料性能的影响。
13. 描述高分子材料在汽车工业中的应用及其优势。
四、计算题(共30分)14. 已知一种高分子的分子量为20000,聚合度为100,求该高分子的重复单元的分子量。
(10分)15. 假设一种高分子的聚合度为500,重复单元的分子量为50,计算该高分子的分子量。
(10分)16. 如果一种高分子的分子量为50000,聚合度为1000,求该高分子的重复单元的分子量。
(10分)答案:一、选择题1. D2. E3. D4. D5. D二、填空题6. 重复单元、链节、高分子7. 重复单元8. 活性中心控制9. 交联10. 分解或降解三、简答题11. 高分子化学中的三种主要聚合反应类型包括:连锁聚合(包括自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合)、逐步聚合和开环聚合。
高分子化学习题及解答(39P)

高分子化学习题及解答第一章 绪论1.基本概念单体,聚合物,聚合度,单体单元,结构单元,重复结构单元,重均分子量,数均分子量,分子量分布,多分散系数,碳链聚合物,杂链聚合物,元素有机聚合物,缩聚物,缩聚反应,加聚物,加聚反应,线形聚合物,支化聚合物,交联聚合物,橡胶,塑料,纤维2. 聚合物结构与名称了解聚合物的各种名称及英文缩写与聚合物结构间的关联 , 熟悉系统命名法的基本规则,并用于常见聚合物的命名。
①聚合物结构式书写格式习惯写法IUPAC规定的写法②聚合物的IUPAC 命名法基本规则常见聚合物的名称③聚合物的来源命名法及习惯命名法④常见聚合物的英文缩写⑤等规立构聚合物的结构与名称⑥嵌段共聚物的结构与名称⑦接枝共聚物的结构与名称练习题:一、写出下列聚合物的结构1.聚碳酸酯,涤纶,有机玻璃,Kevlar纤维,尼龙-6,聚甲醛,天然橡胶,聚氯乙烯,聚丙烯第二章 自由基聚合1.基本概念连锁(链式)聚合,初级自由基,单体自由基,活性中心,自由基半衰期,引发效率,稳态,自由基等活性理论,笼蔽效应,诱导分解效应,自动加速,动力学链长,聚合度,链转移,链转移常数,阻聚及缓聚,歧化终止,偶合终止,最高聚合温度,引发转移终止剂(iniferter),原子转移自由基聚合(ATRP)2. 基本原理及现象解释z单体对不同连锁聚合机理的选择性z自由基聚合机理(包括链引发、链增长、链终止、链转移及自由基聚合反应的特征)z自动加速现象及其出现的原因。
z聚合反应速率与引发剂浓度的关系 ; 聚合反应速率与单体浓度的关系,影响引发剂效率的因素。
z链转移剂在聚合物合成中的用途 ; 高压聚乙烯的长支链和短支链的生成原因。
z烯丙基单体的自阻聚作用1整理:潘奇伟z自动加速效应对聚合反应速率与单体和引发剂浓度关系的影z温度、压力对聚合反应速率和聚合度的影响z四类引发剂的引发基元反应(包括偶氮类(AIBN),有机过氧化物类(BPO),无机过氧化物类(KSP)、氧化还原反应体系(亚硫酸盐与硫代硫酸盐))z苯醌及苯酚对自由基反应的阻聚原理。
高分子化学重点课后习题解答

1.图1 相对分子质量~转化率关系1.链式聚合2.活性聚合3.逐步聚合对链式聚合,存在活性中心,活性中心的特点一是在反应过程中不断生成,二是高活性,可使高分子链是瞬间形成,因此在不同转化率下分离所得聚合物的相对分子质量相差不大,延长反应时间只是为了提高转化率。
对逐步聚合,是官能团间反应,由于大部分单体很快聚合成二聚体、三聚体等低聚物,短期内可达到很高转化率,但因官能团活性低,故需延长反应时间来提高相对分子质量。
对活性聚合,活性中心同时形成,且无链转移和链终止,故随反应进行,相对分子质量和转化率均线性提高。
2.连锁聚合与逐步聚合的单体有何相同与不同?连锁聚合单体的主要反应部位是单体上所含不饱合结构(双键或叁键),在聚合过程中不饱合键打开,相互连接形成大分子链。
需要有活性中心启动聚合反应,为此多需用引发剂,反应活化能低,反应速率快,相对分子质量高。
逐步聚合单体的主要反应部位是单体上所带可相互反应的官能团,在聚合过程中官能团相互反应连接在一起,形成大分子链。
不需活性中心启动反应,但反应活化能高,为此多需用催化剂,反应速率慢,受平衡影响大,相对分子质量低。
3.凝胶点:出现凝胶化时的反应程度。
(逐步聚合概念)凝胶化:体形逐步聚合的交联反应到一定程度时,体系粘度变得很大,难以流动,反应及搅拌产生的气泡无法从体系中溢出,出现凝胶或不溶性聚合物明显生成的实验现象。
(逐步聚合概念)凝胶效应:自由基聚合中随反应进行体系粘度加大,妨碍了大分子链自由基的扩散运动,降低了两个链自由基相遇的几率,导致链终止反应速率常数随粘度的不断增加而逐步下降;另一方面,体系粘度的增加对小分子单体扩散的影响并不大,链增长反应速率常数基本不变,因而出现了自动加速现象。
这种因体系粘度增加引起的自动加速又称凝胶效应。
(自由基聚合概念)4.为什么在缩聚反应中不用转化率而用反应程度描述反应过程?在逐步聚合中,带不同官能团的任何两分子都能相互反应,无特定的活性种,因此,在缩聚早期单体很快消失,转变成二聚体、三聚体等低聚物,单体的转化率很高。
高分子化学试题及答案

高分子化学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 高分子化合物的重复单元称为:A. 单体B. 聚合物C. 重复单元D. 链节2. 下列哪种聚合反应属于加成聚合反应?A. 缩合聚合B. 缩聚反应C. 自由基聚合D. 配位聚合3. 温度升高,聚合物的玻璃化转变温度Tg会:A. 升高B. 降低C. 不变D. 先升高后降低4. 聚合物的分子量分布可以通过以下哪种方法测定?A. 熔点测定B. 粘度测定C. 光散射法D. 热分析法5. 下列哪种聚合物属于热塑性塑料?B. 聚酯C. 聚酰亚胺D. 酚醛树脂6. 高分子材料的力学性能主要取决于:A. 聚合物的分子量B. 聚合物的分子量分布C. 聚合物的结晶度D. 聚合物的分子结构7. 聚合物的溶解性与以下哪个因素无关?A. 分子量B. 分子间作用力C. 溶剂的极性D. 聚合物的结晶度8. 以下哪种方法可以增加聚合物的结晶度?A. 提高温度B. 增加分子量C. 增加溶剂浓度D. 增加压力9. 聚合物的热稳定性可以通过以下哪种方法提高?A. 增加交联度B. 添加增塑剂C. 添加抗氧化剂D. 增加分子量10. 下列哪种聚合物属于生物降解材料?A. 聚丙烯(PP)C. 聚碳酸酯(PC)D. 聚苯乙烯(PS)二、填空题(每题2分,共20分)1. 高分子化合物的分子量通常在________以上。
2. 聚合物的结晶度可以通过________方法测定。
3. 聚合物的玻璃化转变温度Tg是指聚合物从________状态转变为________状态的温度。
4. 聚合物的力学性能可以通过________和________来描述。
5. 聚合物的热稳定性可以通过________和________来提高。
6. 聚合物的溶解性与溶剂的________和聚合物的________有关。
7. 聚合物的分子量分布可以通过________和________来表征。
8. 聚合物的结晶度可以通过________和________来增加。
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《高分子化学》复习题试题编号:12级1班,13级6一、填空题(将正确的答案填在下列各题的横线处。
每空1 分,总计20分)⒈无定型聚合物的力学三态是玻璃态、高弹态和粘流态两个转变温度是玻璃化温度和粘流温度。
⒉慢引发,快增长,速终止;快引发,慢增长,不终止。
慢引发,快增长,易转移,速终止⒊使引发剂引发效率降低的原因有体系中的杂质、笼蔽效应、和诱导分解。
⒋按参加缩聚反应的单体种类,缩聚反应可分为均缩聚、混缩聚和共缩聚三种。
⒌氯乙烯自由聚合时,聚合速率用引发剂用量调节,而聚合物的相对分子质量用聚合温度控制6. 合成高分子化合物有PE 、PP 、PVC 和PMMA 等。
⒈高分子科学包括高分子化学、高分子物理、聚合反应工程和高聚物成型加工等四部分。
2. 阴离子聚合体系中活性中心离子对可能以紧密离子对、被溶剂隔开的离子对和自由离子等三种形态存在。
一、判断题(10分)(每小题1分,共10分,请将正确答案填入下表中,1、共轭效应使聚合热降低()2、自由基聚合,单体转化率与反应时间无关()3、氯乙烯聚合时,分子量由温度控制()4、苯醌对自由基,阴离子及阳离子聚合都有阻聚作用()5、阴离子聚合中,温度升高链转移反应加剧()6. 自由基、离子聚合和缩聚反应一样。
都有活性中心。
()7、在玻璃态分子链处于冻结状态,但链段能自由运动。
()8、共价键的均裂产生自由基。
()9、自动加速现象指转化率大于15-30%时,聚合速率增大的现象。
()10、聚合物的结构对其反应性能没有影响。
二、选择题(20分)1.某工厂用PVC 为原料制搪塑制品时,从经济效果和环境考虑,他们决定用( ⑶ )聚合方法。
⑴ 本体聚合法生产的PVC ⑵ 悬浮聚合法生产的PVC ⑶ 乳液聚合法生产的PVC ⑷ 溶液聚合法生产的PVC⒉)为了提高棉织物的防蛀和防腐能力,可以采用烯类单体与棉纤维辐射技术或化学引发接枝的方法,最有效的单体是( ⑶ )⑴ CH 2=CH -COOH ⑵ CH 2=CH -COOCH 3 ⑶ CH 2=CH -CN ⑷ CH 2=CH -OCOCH 3⒊在乙酸乙烯酯的自由基聚合反应中加入少量苯乙烯,会发生( ⑵ ) ⑴ 聚合反应加速; ⑵ 聚合反应停止; ⑶ 相对分子量降低; ⑷ 相对分子量增加。
⒋丙烯酸单体在85℃下采用K 2S 2O 8为引发剂,在水溶液中引发聚合,可制得10000>n M 的产品。
若要制得1000<n M 的产品,在聚合配方和工艺上可采取( ⑴ ⑵ ⑶ ⑷ )手段。
⑴ 加入水溶液性相对分子质量调节剂;⑵ 增加水的用量,降低单体浓度; ⑶ 增加引发剂的用量 ⑷ 提高聚合温度。
5. 接技共聚物可采用( ⑵ )聚合方法。
⑴ 逐步聚合反应 ⑵ 聚合物的化学反应 ⑶ 阳离子聚合 ⑷ 阴离子聚合 ⒍聚合物聚合度不变的化学反应是( ⑴ )⑴ 聚醋酸乙烯醇解 ⑵ 聚氨基甲酸酯预聚体扩链一、基本概念(共10分,每小题2分)1. 反应程度P :已参加反应的官能团的物质的量(单位为mol )占起始官能团的物质的量的百分比,称为反应程度,记作P 。
%n nn P 100×=02. 杂链聚合物:大分子主链中除碳原子外,还有O 、S 、N 、P 、S i 和苯环等杂原子的聚合物。
3 体型缩聚的凝胶点c P :体型缩聚中出现凝胶时的反应程度叫凝胶点,或称临界反应程度,记作P c 。
4. 引发剂的引发效率f :引发剂分解产生初级自由基,但初级自由基不一定都能引发单体形成单体自由基,用于引发单体形成单体自由基的百分率,称为引发剂的引发效率,记作f ,(f <1=。
5. 乳液聚合:乳液聚合是指单体在乳化剂的作用下,分散在介质水中聚合为高聚物胶乳的过程。
三、判断题(共10分)⒈(共10分,每小题2分)下列单体适合何种机理聚合?并写出有关聚合反应简式。
H 2N(CH 2)6NH 2与HOOC(CH 2)8COOH⑷CH 3CH 2 CH O⑴ 苯乙烯可进行自由基聚合、阴离子聚合和阳离子聚合,聚合反应简式:n CH 2=CH CH 2 CH []n⑵ 醋酸乙烯可进行自由基聚合,聚合反应简式:。
OCOCH 3CH 2 CHn OCOCH 3CH 2 CH []n⑶ 双酚A 和光气可进行缩聚,聚合反应简式:OCOCH 3CH 2 CH ⑴⑵ CH 2 CH ⑶HO C OHCH 3CH 3双酚 A光气Cl C ClO与 ⑸HO C OH CH 3CH 3n + (n +1)Cl C ClOCl C O[]n O C O CH 3CH 3C ClO + 2n HCl⑷ 己二胺和癸二酸可进行缩聚,聚合反应简式:H 2N(CH 2)6NH 2HOOC(CH 2)8COOHn + n N(CH 2)6N (CH 2)8 CO HH [] C O n + 2n H 2O⑸ 环氧丙烷可进行开环聚合,聚合反应简式:CH 3CH 2 CHOn CH 2CH CH 3[]n O四、问答题(共2小题,共20分)1、(10分)写出纤维素的工业化黄原酸酯化反应过程。
2、(10分)简述理想乳液聚合体系的组分、聚合前体系中的三相和聚合的三个阶段的标志?理想乳液聚合体系是由难溶于水的单体、介质水、水溶性引发剂和阴离子型乳化剂四部分组成。
聚合前体系中有三相:水相、油相和胶束相。
乳液聚合三个阶段的标志:乳胶粒生成期(增速期):水溶性引发剂,在水相中分解成初级自由基,可使溶于水中的单体迅速引发,形成单体自由基或短链自由基,并进入增溶单体的胶束中继续进行链增长。
未增溶单体的胶束消失,乳胶粒数目固定(1014~15),聚合转化率从0达15%。
恒速期:聚合反应在乳胶粒中继续进行链增长,乳胶粒中的单体不断消耗,由单体液滴经水相不断扩散而加以补充。
单体液滴仍然起供应单体的仓库的作用,至单体液滴消失。
由于乳胶粒数目固定,其中单体浓度恒定,聚合速率恒定。
此时,乳胶粒中单体和聚合物各点一半,称为单体-聚合物乳胶粒,聚合转化率从15% 达50%。
降速期:当转化率达50%左右时,单体液滴全部消失,单体液滴中单体全部进入乳胶粒,形成单体-聚合物乳胶粒。
单体液滴的消失标志着聚合的第二阶段的结束和第三阶段的开始,此时再无单体补充,聚合只能消耗单体-聚合物乳胶粒中的单体,随聚合反应的进行,单体浓度的降低,聚合速率降低,直至单体耗尽,聚合结束,最后形成聚合物乳胶粒。
(6分)氯乙烯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯聚合时,都存在自动加速现象,三者有何差别?氯乙烯悬浮聚合时,选用半衰期适当(例如h 025121.~.t / )的引发剂或复合引发剂,基本上接近匀速反应,解释其原因。
答:氯乙烯聚合体系为沉淀聚合体系。
聚氯乙烯在氯乙烯中虽不溶解,但能溶胀,使活性中心包裹不深,加之聚氯乙烯大分子生成的主要方式是氯乙烯链自由基向氯乙烯单体的转移反应,所以自动加速现象比一般的沉淀聚合体系产生的晚。
选用半衰期适当的引发剂或复合引发剂接近匀速反应的原因是自动加速速率和正常聚合速率的衰减正好互补。
苯乙烯、甲基丙烯酸聚合体系为均相聚合体系,但由于单体对聚合物溶解性能的不同,聚合过程中,自动加速现象出现的早晚和表现程度各不相同。
苯乙烯是聚苯乙烯的良溶剂,长链自由基在其中处于比较伸展的状态,转化率到30%出现自动加速现象。
甲基丙烯酸甲酯是聚甲基丙烯酸甲酯的不良溶剂,长链自由基在其中有一定的卷曲,转化率达10%~15%开始出现自动加速现象。
3 (7分)推导共聚物组成微分方程时有哪些假定?为什么该方程只能应用于低转化率的条件?并写出共聚物组成微分方程。
二元共聚物组成的微分方程是)(M +)(M )(M +)(M •)(M )(M =)(M d )(M d 1222112121c c r c c r c c c c 该方程是在以下假定条件下推导出来的:⑴ 链自由基的活性与链长基本无关,仅决定于链自由基末端结构单元的结构;⑵ 共聚物聚合度很大,用于引发所消耗的单体远小于用于增长所消耗的单体,引发和终止对共聚物组成无影响;⑶ 稳态的假定,假定共聚反应进行了一段时间后,两种链自由基的浓度都不变,为定值,即自由基的生成速率与消失速率相等,体系进入稳态,达到动平衡。
因为稳态的假定只有在低转化率(<5%~10%)时才成立,因此该方程只能适用于低转化率情况五、(共2小题,总计30分)计算题(根据题目要求,计算下列各题)1. (共13分)甲基丙烯酸甲酯(M 1)与苯乙烯(M 2),在60℃下进行自由基共聚合。
已知:r 1= 0.46 , r 2=0.52 ;请: ⑴ (10分)画出11x ~'x 曲线(计算五个点)。
⑵ (3分)为了得到:5600=)dc(M )dc(M 21.组成比较均一的共聚物应采用何种投料方法??=)dc(M )dc(M 0201解:计算结果(8分)1x0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 'x 10.1560.2660.3510.4230.4900.5590.6290.7150.8291.047100.52-0.46-20.52-1--2-1(A)(A)2121,1.r r r x x ====(1分) 22221211212111+2++=x r x x x r x x x r x '(1分)为了得到:5600=)dc(M )dc(M 21.组成比较均一的共聚物应采用调节起始单体投料比的一次投料法(2分),使4710=)dc(M )dc(M 0201.,控制一定的转化率结束反应(1分)。
⒈(16分)苯乙烯(M 1)和丁二烯(M 2)60℃进行自由基共聚合。
已知:r 1=0。
73 ,r 2=1。
39,54=M ′104=M ′21.,欲得到共聚物中单体单元苯乙烯 :丁二烯 = 3 0 :70(质量比),的共聚物问:⑴(12分)做11′x ~x 曲线,⑵ 从曲线中(或计算)得出两种单体的起始配比=2010m m ?(质量比)解:⑴ 请将计算结果列入表中:计算结果(8分)解⑵:3730=3060×20061±2341=3060×24170×3060×4-)2341-(±2341=0=4170+2341-30600=′+)1-′2-′2(+1+-r ′+′2-′(-1+=])-1(+)-1(2+[′+2++=′21121211211211211112121121211211122221211212111.........x .x .x .r x x r x x x )r x x r x )x (x x r x r x x x r x x r x x x r x x x r x833738=54×6270104×3730=M ′•M ′•=22112010....x x m m 或从曲线上求解⑵ (2分)为了合成组成比较均一的共聚物,应采用何种措施?答:连续补加活泼单体丁二烯,使原料混合物组成基本不变,控制一定的转化率结束反应。