逐步聚合习题参考答案
2 习题参考答案word版本
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X n 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。
高分子化学习题 第二章 逐步聚合
第一章 逐步聚合作业习题：1．己二酸与己二胺进行缩聚反应的平衡常数是432℃，设单体为等摩尔配比，若期望得到聚合度为200的聚合物，体系中的水必须控制在多少？2．由己二胺和己二酸合成聚酰胺，反应程度p ＝0.995，分子量约15000，试计算原料比。
产物端基是什么?3．如果单体是等摩尔配比并改用加入苯甲酸的办法控制相对分子质量达到相同值，试计算苯甲酸的加入量。
设反应程度均为为99.5%。
4．等摩尔的二元酸和二元醇在密闭反应器中进行缩聚反应，设在该反应温度条件下的平衡常数为9，试计算达到平衡时的反应程度和聚合度。
5．根据Flory 分布函数分别计算反应程度为0.5，0.90和1时线型缩聚物中单体和二聚体的理论含量。
6．分别用两种方法计算下面三种体型缩聚反应的凝胶点：邻苯二甲酸酐 甘油 乙二醇3.0 mol 2.0 mol 01.5 mol 0.98 mol 01.50 mol 0.99 mol 0.002 mol讨论习题：1．解释下列高分子术语：1) 反应程度； 2) 转化率； 3) 平均官能度；4) 官能团摩尔系数； 5) 小分子存留率； 6）凝胶化过程和凝胶点；7）界面聚合； 8）无规预聚物和结构预聚物。
2．简要回答下列问题：1）官能团等活性理论；2）在密闭反应器中进行的线型平衡缩聚反应的聚合度公式为：试解释为什么不能得出“反应程度越低则聚合度越高”的结论？3）获得高相对分子质量缩聚物的基本条件有哪些？试写出可以合成涤纶的几个聚合反应方程式，说明哪一个反应更容易获得高相对分子质量的产物并说明理由。
4）试举例说明线型平衡缩聚反应的条件往往对该反应的平衡常数的大小有很强的依赖性。
5）试分析线型平衡缩聚反应的各种副反应对缩聚物相对分子质量及其分布的影响。
6）试归纳体型缩聚反应的特点和基本条件。
试比较三种凝胶点p c 、p cf 、p s的大小并解释原因。
3．试写出合成具有两种重复单元的无规共聚物和嵌段共聚物的反应方程式：1）~[OCC 6H 4COO(CH 2)2O]~ 和 ~[OC(CH 2)4COO(CH 2)2O]~2）~[OC(CH 2)5NH]~ 和 ~[OCC 6H 4NH]~3）~[OCNHC 6H 3(CH 3)NHCOO(CH 2)4O]~ 和X n == ? ==√K p √K n w _~[OCNHC 6H 3(CH 3)NHCOO(CH 2)2O]~思考习题：1．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?a ．b ．c ．d ． 2．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。
高分子化学 第二章逐步聚合习题
习题与思考题1. 写出由下列单体经缩聚反应形成的聚酯结构：(1)HORCOOH ；(2)HOOCRCOOH ＋ HOR 'OH ；(3)HOOCRCOOH ＋ R ' (OH)3 ；(4)HOOCRCOOH ＋ HOR ' OH ＋ R'' (OH)3 ；(2)、(3)、(4)三例中聚合物的结构与反应物相对量有无关系？若有关系请说明之。
2. 苯酚～甲醛缩聚体系的平衡常数K 为1000，聚酯体系的K 仅为4～10。
如何从这两个数值来说明这两个缩聚体系生产条件的不同？3. 计算等物质量己二酸和己二胺在反应程度P 为0.500、0.800、0.900、0.950、0.970、0.980、0.990和0.995时的n X 及数均分子量。
4. 等物质量比的乙二醇和对苯二甲酸于280℃进行缩聚反应。
已知平衡常数K ＝4.9。
如达平衡时所得聚酯的n X ＝30。
问此时体系中残存小分子分数为多少？若要求n X 达100，体系中残存小分子分数为多少？5. 等物质量的二元酸和二元胺于某温度下在封闭体系中进行缩聚，平衡常数K ＝400。
问该体系中产物的n X 最大能达多少？6. 1mol 的己二酸与1mol 的乙二醇进行聚酯化反应时，共分出水20g ，求反应程度和产物的n X 值。
7. 等摩尔二元醇和二元酸经外加酸催化缩聚，试证明P 从0.98到0.99所需时间与从开始到P =0.98所需的时间相近。
8. 由己二酸和己二胺合成聚酰胺，分子量约15000，反应程度为0.995，试求原料比。
若分子量为19000，求原料比。
9. 等摩尔二元醇与二元酸缩聚，加入1.5mol%乙酸（以二元酸计），P =0.995或0.999时，聚酯的n X 为多少？加入1mol%乙酸时，结果又如何？10.尼龙1010是根据1010盐中过量的癸二酸控制分子量，如要求分子量为2万，问1010盐的酸值(以mgKOH/g 计)应为多少？11.等物质量的己二胺和己二酸反应时，画出P=0.990和0.995时的分子量数量分布曲线和重量分布曲线，并计算数均聚合度和重均聚合度，比较两者的分子量分布宽度。
逐步聚合习题
逐步聚合习题P.53 3. 要合成分⼦链中有以下特征基团的聚合物，应选⽤哪类单体，并通过何种反应聚合⽽成？⑴—NH —CO —；⑵—NH —O —CO —；⑶—NH —CO —HN —；⑷—OCH 2CH 2O —解答：⑴⽤氨基酸或内酰胺进⾏均缩聚或开环聚合，或⽤⼆元胺和⼆元酸进⾏混缩聚或共缩聚均可得。
⑵⽤⼆异氰酸酯和⼆元醇经聚加成反应可得。
⑶⽤⼆异氰酸酯和⼆元胺经聚加成反应可得。
⑷⼄⼆醇缩聚、环氧⼄烷开环聚合等均可得。
P.54 4. 讨论下列两组反应物进⾏缩聚或环化反应的可能性（m =2~8）。
⑴()COOH CH N H m 22；⑵()()COOH CH HOOC +OH CH HO m 222⑴ m =3、4时易形成环，其余主要进⾏缩聚反应，形成线型聚合物。
⑵该体系不易成环，主要⽣成线型聚合物5. ⽤碱滴定法和红外光谱法均测得21.3g 聚⼰⼆酰⼰⼆胺试样中含有2.50×10-3mol 羧基。
计算该聚合物的数均相对分⼦质量为8520。
计算时须作什么假定？如何通过实验来确定其可靠性？如该假定不可靠，如何由实验来测定正确的数均相对分⼦质量？因为 ∑∑=i i n N m M ， g .m i 321=∑， 8520=n M ， 3-10×52=8520321==∑∑..M m N n i i 通过计算说明，聚⼰⼆酰⼰⼆胺试样中羧基数与聚⼰⼆酰⼰⼆胺⼤分⼦数相等。
因此，每个聚⼰⼆酰⼰⼆胺⼤分⼦链平均只含⼀个羧基。
计算时需做如下假定：官能团等物质的量投料，官能团等物质的量反应。
没有环化等其它副反应。
可⽤⽓相渗透压法或蒸⽓法等准确测量数均相对分⼦质量的⽅法直接测量其数均相对分⼦质量。
并检验此假设的可靠性。
6.在外加酸条件下等物质的量⼆元醇和⼆元酸进⾏缩聚。
试证明P 从0.98到0.99所需时间与从开始⾄P=0.98所需的时间相近。
在外加酸催化的聚酯化合成反应中存在 1'0+=t c k X n98.0=P 时，50=n X ，所需反应时间 01'49c k t =99.0=P 时，100=n X ，所需反应时间 02'99c k t =所以t 2≈2t 1 , 因此P 由0.98到0.99所需时间与开始⾄P =0.98所需的时间相近。
逐步聚合习题参考答案
逐步聚合习题参考答案逐步聚合习题参考答案————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：第二章缩聚与逐步聚合反应-习题参考答案1．名词解释：逐步聚合；缩合聚合；官能团等活性；线型缩聚；体型缩聚；凝胶点；转化率；反应程度。
答：逐步聚合——单体转变成高分子是逐步进行的，即单体官能团间相互反应而逐步增长。
缩合聚合——由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。
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。
线型缩聚——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，得到线型缩聚物的一类反应。
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，且体系平均官能度大于2，反应中大分子向三个方向增长，得到体型结构的聚合物的这类反应。
凝胶点——开始出现凝胶瞬间的临界反应程度。
转化率——参加反应的单体量占起始单体量的分数反应程度——参与反应的基团数占起始基团的分数。
3．由己二元酸和己二胺等摩尔合成尼龙—6,6。
已知聚合反应的平衡常数K=432，如果要合成聚合度在200的缩聚物，计算反应体系中的水含量应控制为多少？解：n wK X n =，将n X =200，K=432代入此式可得：224320.0108200w n K n X === 答：反应体系中的水含量应控制为0.0108 mol/L.4．计算等摩尔的对苯二甲酸与乙二醇反应体系，在下列反应程度时的平均聚合度和分子量。
0.500，0.800，0.900，0.950，0.995。
解：等物质量条件下，有PX -=11，聚苯二甲酸乙二醇酯结构单元的分子量：M 0=192。
11n X p =-，n o n X M M ?=，因此各反应程度时的平均聚合度和分子量见下表： p 0.500 0.800 0.900 0.950 0.99511n X p=- 2 5 10 20 200 n o n X M M ?=384 960 1920 3840 384007．氨基己酸进行缩聚反应时，如在体系中加入0.2mol%的醋酸，求当反应程度P 分别达到0.950，0.980，0.990时的平均聚合度和平均分子量。
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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。
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。
第七章 逐步聚合汇编
第七章逐步聚合习题参考答案1. 连锁聚合与逐步聚合的单体有何相同与不同?解答：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。
2. 在高分子化学中有多处用到了“等活性”理论，请举出三处并给予简要说明。
解答：①推导自由基聚合初期聚合反应速率，自由基活性与链长无关。
②推导共聚合共聚组成方程，活性中心活性与链长无关。
③研究线形缩聚反应速率：在缩聚反应中反应物官能团的反应活性是相等的，与分子链的大小、另一官能团是否已经反应无关。
3.名词解释（1）反应程度与转化率（2）平衡逐步聚合与不平衡逐步聚合（3）线形逐步聚合与体形逐步聚合（4）均缩聚、混缩聚与共缩聚（5）官能团与官能度（6）当量系数与过量分数（7）热塑性树脂与热固性树脂（8）结构预聚物与无规预聚物（9）无规预聚物与无规立构聚合物（10）凝胶点与凝胶效应解答：（1）反应程度：参加反应的官能团的数目与起始官能团的数目的比值。
转化率：参加反应的物质与起始物质的比值。
（2）平衡逐步聚合：或称平衡可逆聚合反应，通常系指平衡常数小于103的逐步聚合反应。
不平衡逐步聚合：或称不可逆聚合反应，通常系指平衡常数大于103的逐步聚合反应，（3）线形逐步聚合：参加聚合反应的单体都只带有两个官能团，聚合过程中，分子链成线形增长，最终获得的聚合物结构是可溶可熔的线形结构。
体形逐步聚合：参加聚合的单体至少有—种含有两个以上官能团，在反应过程中，分子链从多个方向增长，形成支化的或者交联的体形结构聚合物。
（4）均缩聚：只有一种单体参加的缩聚反应称为均缩聚这种单体本身含有可以发生缩合反应的两种官能团。
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逐步聚合习题参考答案
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第二章缩聚与逐步聚合反应-习题参考答案
1名词解释：逐步聚合；缩合聚合；官能团等活性；线型缩聚；体型缩聚；凝胶点；转化
率；反应程度。
答：
逐步聚合一一单体转变成高分子是逐步进行的，即单体官能团间相互反应而逐步增长。
缩合聚合一一由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。
官能团等活性一一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。
线型缩聚——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
到线型缩聚物的一类反应。
体型缩聚一一参加反应的单体中至少有一种单体含有两个以上的官能团，
且体系平均官能度
大于2,反应中大分子向三个方向增长，得到体型结构的聚合物的这类反应。
凝胶点一一开始出现凝胶瞬间的临界反应程度。
转化率一一参加反应的单体量占起始单体量的分数 反应程度一一参与反应的基团数占起始基团的分数。
3.由己二元酸和己二胺等摩尔合成尼龙一 6,6。
已知聚合反应的平衡常数 K=432，如果要合
成聚合度在200的缩聚物，计算反应体系中的水含量应控制为多少？ 解:
4•计算等摩尔的对苯二甲酸与乙二醇反应体系， 在下列反应程度时的平均聚合度和分子量。
0.500, 0.800, 0.900, 0.950, 0.995。
解：
1 一
等物质量条件下，有 X
，聚苯二甲酸乙二醇酯结构单元的分子量： M 0=192。
1 P
1 X n
, M n M o X n ,因此各反应程度时的平均聚合度和分子量见下表：
X n
将 X n =200, K=432代入此式可得:
n
w
答：反应体系中的水含量应控制为
K 432
X n 2
2002
0.0108 mol/L.
0.0108
1 P
0.500 0.800 0.900 0.950 0.995
一
1
2
5
10
20
200
X n
1 P
M n
M o X n
384 960 1920 3840 38400
7•氨基己酸进行缩聚反应时，如在体系中加入 0.2mol%的醋酸，求当反应程度 P 分别达到
0.950, 0.980, 0.990时的平均聚合度和平均分子量。
解：方法1：
方法2:
r
Na Na
=U ・ 996
2Nc P=0.95, Xn 20 P=0.98, Xn
46
P=0.99, Xn 83 &用Carothers 法计算下列聚合反应的凝胶点：
（1）邻苯二甲酸酐+甘油，摩尔比3:2。
当 p=0.950
时，
X n
2
2
20
2 pf 2 1.998 0.950
M n
M o
X n
20 107 2140
2
2
当 p=0.980
X n
48
2 Pf 2 1.998 0.980
M n
M o
X n
48 107 5136
2
2
当 p=0.990
X n
91
2 Pf 2 1.998 0.990
M n
M o
X n 91
107 9379
N b
N a N'b 2 1 2 1.998
1 1 0.00
2 2f a N a Xn
1 r 1 r 2rp
(2) 邻苯二甲酸酐+甘油，摩尔比3.00:1.95。
(3) 邻苯二甲酸酐+甘油+乙二元醇，摩尔比 3.00:1.95:0.002。
2 3 3 2
2.4
3 2
因为f >2，所以该体系可以发生交联。
2 2 0.833
f 2.4
9•举例说明形成线型缩聚聚合物的条件。
答:
a-R-a , b-R-b 体系或者a-R-b 体系形成线型缩聚物。
例如己二酸与己二胺缩聚成聚酰胺 -66 （尼龙-66）
10.举例说明如何形成体型聚合物，归纳说明产生凝胶的条件
答:
2-3、2-4、或3-3官能度体系形成体型缩聚物。
例如邻苯二甲酸酐与甘油或季戊四醇的
解:
(1)两官能团等当量时,
f b N b f a N a
""N ! b
凝胶点:
P c （2） 3 2 1.95
邻苯二甲酸酐过量，两官能团等不当量。
2 Na N b
f b N b 2 3
「
95
2.36
3 1.95
因为f >2， 所以该体系可以发生交联。
凝胶点:
p c -
- 0.846 f 2.36
(3)多组分体系，在体系中加入少量乙二醇:
2 （f a N a f c NJ N a N b N c
2
（「
95 3 2
°.
002
）2.364
3 1.95 0.002
因为f >2，所以该体系可以发生交联。
凝胶点：
P c
2
-
0.846
f 2.36
反应。
产生凝胶条件：有多官能团单体存在，且体系平均官能度大于2,聚合过程中发生分子链间的交联现象。
11.为什么缩聚高分子产物的分子量一般都不大，在实践中通过哪些手段可提高缩聚产物的
分子量。
答：
（1 ）受反应平衡常数K及体系中残留小分子的影响；受单体纯度的影响；两官能团等
物质量的影响；体系中单官能团小分子影响；反应程度的影响。
（2）提高分子量的措施：提高体系的反应程度；及时排除小分子副产物；控制原料摩尔比，使两官能团等物质量；提高单体的纯度。