高分子化学第5章离子聚合
高分子化学(第五版)潘祖仁版课后习题答案 (2)讲解
第一章 绪论
思考题
1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义，以及它们之间的相互关系和区别。
答：合成聚合物的原料称做单体，如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯，缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。
在聚合过程中，单体往往转变成结构单元的形式，进入大分子链，高分子由许多结构单元重复键接而成。在烯类加聚物中，单体单元、结构单元、重复单元相同，与单体的元素组成也相同，但电子结构却有变化。在缩聚物中，不采用单体单元术语，因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出，结构单元的元素组成不再与单体相同。如果用2种单体缩聚成缩聚物，则由2种结构单元构成重复单元。
聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。
聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值，以DP表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以nX表示。
2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义，以及它们之间的关系和区别。
答：合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。聚合物（polymer）可以看作是高分子（macromolecule）的同义词，也曾使用large or big molecule的术语。
从另一角度考虑，大分子可以看作1条大分子链，而聚合物则是许多大分子的聚集体。
根据分子量或聚合度大小的不同，聚合物中又有低聚物和高聚物之分，但两者并无严格的界限，一般低聚物的分子量在几千以下，而高聚物的分子量总要在万以上。多数场合，聚合物就代表高聚物，不再标明“高”字。
齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物，属于低聚物的范畴。低聚物的含义更广泛一些。
3. 写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯和天然橡胶的结构式（重复单元）。选择其常用
高分子化学 公式推导
浙江大学材化学院
高分子化学 公式推导
第一章 绪论(Introduction)
（1）分子量的计算公式：
M0：重复单元数的分子量
M1：结构单元数的分子量
（2）数均分子量：
N1，N2 …Ni分别是分子量为M1，M2 …Mi的聚合物分子的分子数。
xi表示相应的分子所占的数量分数。
（3）重均分子量：
m1，m2 …mi 分别是分子量为M1 ，M2 …Mi的聚合物分子的重量 Wi表示相应的分子所占的重量分数
（4）Z均分子量：
（5）粘均分子量：
α：高分子稀溶液特性粘度—分子量关系式中的指数，一般在 0.5～0.9之间
（6）分布指数
：分布指数
第二章 自由基聚合(Free-Radical Polymerization)
（1）引发剂分解动力学
：引发剂的分解速率
：引发剂的浓度
引发剂分解一般属于一级反应，因而分解速率为 的一次方。
将上式积分得：
进而得到半衰期（引发剂分解至起始浓度一半时所需的时间）
对应半衰期时：，由前面的推导有：
半衰期
（2）自由基聚合微观动力学
链引发速率：
链增长速率：
链终止速率：
式中：kd、kp、kt分别为引发、增长及终止速率常数；[M]为体系中单体总浓度；为体系中活性种（自由基）的总浓度；f为引发剂效率。
推导如下：
链引发反应由以下两个基元反应组成：
式中： 为初级自由基； 为单体自由基。
若第二步的反应速率远大于第一步反应（一般均满足此假设），有：
引入引发剂效率后，得引发速率的计算式如下：
一般用单体的消失速率来表示链增长速率，即：
链增长反应如下式：
引入自由基聚合动力学中的第一个假定：等活性理论，即链自由基的活性与链长基本无关，即各步速率常数相等，
kp1=kp2=kp3=…kpx=kp
推得：
自由基聚合一般以双基终止为主要的终止方式，在不考虑链转移反应的情况下，终止反应方程式如下：
偶合终止：
高分子化学-离子聚合
第六章 离子聚合
论述题
1. 丁基锂和萘钠是阴离子聚合的常用引发剂，试说明两者引发机理和溶剂的选择有何差别。
2. 甲基丙烯酸甲酯分别在苯、四氢呋喃、硝基苯中用萘钠引发聚合。试问在哪一种溶剂中
的聚合速率最大？
3. 应用活性阴离子聚合来制备下列嵌段共聚物，试提出加料次序方案。
a.（苯乙烯）x—（甲基丙烯腈）y b.（甲基苯乙烯）x—（异戊二烯）y—（苯乙烯）z
c.（苯乙烯）x—（甲基丙烯酸甲酯）y—（苯乙烯）x 4. 试从单体、引发剂、聚合方法及反应的特点等方面对自由基、阴离子和阳离子聚合反应
进行比较。
5. 将下列单体和引发剂进行匹配。说明聚合反应类型并写出引发反应式。
单体：
(1)CH2=CHC6H5
(2)CH2=C(CN)2
(3)CH2=C(CH3)2
(4)CH2=CHO(n-C4H9)
(5)CH2=CHCl
(6)CH2=C(CH3)COOCH3
引发剂：
(1)(C6H5CO2)2
(2)(CH3)3COOH+Fe2+
(3)萘-Na
(4)BF3+H2O
6. 在离子聚合反应过程中，能否出现自动加速效应？为什么？
7. 何为活性聚合物？为什么阴离子聚合可以实现活性聚合？
计算题
1. 用n-丁基锂引发100 g苯乙烯聚合，丁基锂加入量恰好是500分子，如无终止，苯乙烯
和丁基锂都耗尽，计算活性聚苯乙烯链的数均分子量。
2. 将1.0×10-3 mol萘钠溶于四氢呋喃中，然后迅速加入2.0 mol苯乙烯，溶液的总体积为1 L。
假如单体立即混合均匀，发现2000 s内已有一半单体聚合。计算聚合2000 s和4000 s时的
聚合度。
3. 将苯乙烯加到萘钠的四氢呋喃溶液中，苯乙烯和萘钠的浓度分别为0.2 molL-1和1×10-3
molL-1。在25℃下聚合5 s，测得苯乙烯的浓度为1.73×10-3 molL-1。试计算：
a.增长速率常数
b.10s的聚合速率
c.10s的数均聚合度
高分子科学简明教程课后习题及试题答案
▲为08年6月考试题目
*为14年6月考题
第一章 概述
3. 说出10种你在日常生活中遇到的高分子的名称。
答：涤纶、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、PET、蛋白质、核酸、涂料、塑料、合成纤维
6.下列物质中哪些属于聚合物？（1）水；（2）羊毛；（3）肉；（4）棉花；（5）橡胶轮胎；（6）涂料
答：羊毛、棉花、橡胶轮胎、涂料、肉
*7.写出下列高分子的重复单元的结构式：（1）PE；（2）PS；（3）PVC；（4）POM；（5）尼龙；（6）涤纶
答：（1）PE——聚乙烯 －CH2－CH2－
（2）PS——聚苯乙烯
（3）PVC——聚氯乙烯
（4）POM——聚甲醛 －O－CH2－
（5）尼龙——聚酰胺 －NH(CH2)5CO－
（6）涤纶——聚对苯二甲酸乙二醇酯 P7
8. 写出下列重复单元的聚合物的一般名称，指出结构单元和单体单元。（手写）
名称 结构单元 单体单元
H2CCCH3H3COOC 聚甲基丙烯酸甲酯 一样 一样
H2CHCH3COOC 聚丙烯酸甲酯 一样 一样
—NH(CH2)6NHCO(CH)4CO— 尼龙-66 —NH(CH2)6NH—
—CO(CH)4CO— 无
H2CCH3CHCCH2 聚异戊二烯 一样 一样
▲9.用简洁的语言说明下列术语。
（1）高分子；（2）链节；（3）聚合度；（4）多分散度；（5）网状结构；（6）共聚物
答：（1）高分子也叫聚合物分子或大分子，具有高的相对分子量，其结构必须是由多个重复单元所组成，并且这些重复单元实际是或概念上是由相应的小分子衍生而来的。
（2）链节是指结构重复单元，重复组成高分子分子结构的最小结构单元。
（3）聚合度是单个聚合物分子所含单体单元的数目。 （4）多分散性：除了蛋白质、DNA等外，高分子化合物的相对分子质量都是不均一的
（5）网状结构是交联高分子的分子构造。
第五章配位聚合解析
第五章 配位聚合 习题参考答案
1．举例说明聚合物的异构现象，如何评价聚合物的立构规整性？
解答：
（1）聚合物的异构现象：
① 结构异构聚合物，如聚甲基丙烯酸甲酯与聚丙烯酸乙酯：
CH3
|
-[-CH2-C-]n- -[-CH2-CH-]n-
| |
CO2CH3 CO2C2H5
聚甲基丙烯酸甲酯 聚丙烯酸乙酯
② 几何异构聚合物，汉分子链中由于双键或环形结构上取代基在空间排列方式不同造成的立体异构称为几何异构，也称顺-反异构。如丁二烯聚合所形成的1,4-聚丁二烯，其结构单元有顺式结构和反式结构两种：
～～～CH2 CH2～～～ ～～～CH2 H
C = C C = C
H H H CH2～～～
顺式结构（顺-1,4聚丁二烯） 反式结构（反-1,4聚丁二烯）
③ 光学异构聚合物，如聚环氧丙烷有一个真正的手性碳原子：
H
|
高中化学选择性必修三 第5章 第1节 合成高分子的基本方法 讲义
第五章
合成高分子
第一节 合成高分子的基本方法
学习导航 1.了解合成高分子的组成与结构特点，能依据合成高分子的结构分析其链节和单体。
2.了解加聚反应和缩聚反应的特点。
3.能用常见的单体写出简单的聚合反应方程式和聚合物的结构式。
4.从有机高分子的结构特点出发，掌握合成有机高分子的基本方法，培养推理、概括能力。
教学过程 一、有机高分子化合物
1．概念
由许多低分子化合物以共价键结合成的，相对分子质量很大(通常在104以上)的一类化合物。
2．基本概念
单体—能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物
↓聚合
高聚物—由单体聚合而成的相对分子质量较大的化合物
↓单元
链节—高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位，也称重复结构单元
↓数目
聚合度—高分子链中含有链节的数目，通常用n表示
例如：
【归纳总结】
有机高分子化合物与低分子有机物的区别
有机高分子化合物 低分子有机物
相对分子质量 高达10 000以上 1 000以下
相对分子质量的数值 平均值 明确数值
分子的基本结构 若干重复结构单元组成 单一分子结构
性质 物理、化学性质有较大差别
二、合成高分子化合物的基本反应类型 1．加成聚合反应(加聚反应)
(1)概念
由含有不饱和键的化合物分子以加成反应的形式结合成高分子化合物的反应。
(2)加聚反应的特点
①单体必须是含有双键、三键等不饱和键的化合物(例如：烯、二烯、炔、醛等)。
①反应只生成高聚物，没有副产物产生。
①聚合物链节的化学组成跟单体的化学组成相同。
①聚合物相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍。
(3)常见的加聚反应
①丙烯的加聚：
nCH2==CH—CH3―――→催化剂。
①1,3-丁二烯的加聚：nCH2==CH—CH==CH2――→催化剂
CH2—CH==CH—CH2。
2．缩合聚合反应(缩聚反应)
(1)概念
有机小分子单体间反应生成高分子化合物，同时生成小分子化合物的反应。
高分子化学(第四版)潘祖仁版课后习题答案
第一章 绪论
思考题
1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义，以及它们之间的相互关系和区别。
答：合成聚合物的原料称做单体，如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯，缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。
在聚合过程中，单体往往转变成结构单元的形式，进入大分子链，高分子由许多结构单元重复键接而成。在烯类加聚物中，单体单元、结构单元、重复单元相同，与单体的元素组成也相同，但电子结构却有变化。在缩聚物中，不采用单体单元术语，因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出，结构单元的元素组成不再与单体相同。如果用2种单体缩聚成缩聚物，则由2种结构单元构成重复单元。
聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。
聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值，以DP表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以nX表示。
2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义，以及它们之间的关系和区别。
答：合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。聚合物（polymer）可以看作是高分子（macromolecule）的同义词，也曾使用large or big molecule的术语。
从另一角度考虑，大分子可以看作1条大分子链，而聚合物则是许多大分子的聚集体。
根据分子量或聚合度大小的不同，聚合物中又有低聚物和高聚物之分，但两者并无严格的界限，一般低聚物的分子量在几千以下，而高聚物的分子量总要在万以上。多数场合，聚合物就代表高聚物，不再标明“高”字。
齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物，属于低聚物的范畴。低聚物的含义更广泛一些。
4. 举例说明和区别：缩聚、聚加成和逐步聚合，加聚、开环聚合和连锁聚合。
答：按单体-聚合物组成结构变化，可将聚合反应分成缩聚、加聚、开环聚合三大类；而按机理，可分成逐步聚合和连锁聚合两类。
高分子化学习题-XXXX大学教务在线
高分子化学分册目录
前言
1 绪论……………………………………………………………………………3
2 自由基聚合………………………………………………………………………………7
3 共聚合………………………………………………………………………………15
4 聚合方法……………………………………………………………………………19
5 阳离子聚合…………………………………………………………………………21
6 配位聚合 …………………………………………………………………………27
7 逐步聚合……………………………………………………………………………31
8 天然高分子、大分子反应…………………………………………………………41
9 考研模拟……………………………………………………………………………45
10 参考文献 …………………………………………………………………………61
11.高分子科学诺贝尔奖获得者 ……………………………………………………14
12.中国科学院与工程院院士（高分子科学）………………………………………26
第一章 绪论
一、
1、写出下列单体的聚合反应方程式。单体，聚合物名称，并说明聚合反应类型？
2、①写出合成下列聚合物的单体和反应式；②说明各个聚合反应的类型
③指出各种聚合物（塑料、橡胶、纤维等）的主要应用类型
聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯、酚醛树脂、脲醛树脂、聚氨基甲酸酯树脂、尼龙610、腈纶、维纶（聚乙烯醇缩甲醛）聚四醛、聚苯醛、聚苯醚、聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚氨酯、天燃橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶
3、写出下列聚合物的一般名称，聚合反应，指出重复单元、结构单元、单体单元
[CH2— C]nCH3COOCH3(1)(2) [CH2— CH ]nOCOCH3(3) [CH(CH2)6NHCO(CH2)4CO ]n(4) [NH(CH2)5CO ](5) [CH2— C=CH— CH2]nCH3
高分子化学
一． 名词解释
1.反应程度：参与反应的集团数（N0-N）占起始集团数N0的分数。P=(NO-N)/N0=1-N/N0
2.凝胶化效应：又称为自加速效应，是指在聚合反应中期，反应速率自动增加的现象。
3.单体活性：参与反应的单体的活性。
4.乳液聚合：单体在水中分散成乳液状态的聚合。
5.降解：是指在热、光、机械力、化学试剂、微生物等外界因素作用下，聚合物发生了分子链的无规则断裂、侧基和低分子的消除反应，致使聚合度和相对分子质量下降。
6.连锁聚合反应：在聚合反应过程中有活性中心（自由基或离子）形成，而且可以在很短的时间内使许多单体聚合在一起，形成分子量很大的大分子的反应。
7.竞聚率：是指单体均聚和共聚链增长速率常数之比。
8.自加速效应：又称为凝胶化效应，是指在聚合反应中期，反应速率自动增加的现象。
9.Q-e概念：在单体取代基的空间位阻效应可以忽略时，增长反应的速率常数可用共轭效应 (Q)，和极性效应(e)来描述
10.茂金属引发剂：是由五元环的环戊二烯基类（简称茂）、ⅣB组过渡金属、非茂配体三部分组成的有机金属络合物等的简称。
二． 简答题
1. 写出下列几种重要聚合物反应方程式：聚酯、聚氨酯、聚酰亚胺。
图片
2. 自由基活性决定三因素。
共轭效应；诱导效应；空间位阻效应。
3. 理想共聚和理想恒比共聚的区别是什么？
理想恒比共聚是指共聚物组成和单体组成完全相同的共聚，其共聚物组成曲线为一对角线。
理想共聚是指共聚物组成与单体组成成简单的比例关系，其共聚物组成曲线不与恒比对角线相交。
4. 述乳液聚合中单体、乳化剂和引发剂的所在场所，引发、增长和终止的场所和特征，胶束、乳胶粒、单体液滴和速率的变化规律。
单体在单体液滴中、在胶束中、在单增溶胶束中；
乳化剂以分子分散在水中、在胶束中、在单体液滴表面；
引发剂主要是以分子分散在水中；
对难溶于水的单体链引发主要是在水中，在水中形成初级自由基后，再进入增溶胶束内链增长；链增长和链终止主要在胶束内；
高分子化学习题
第一章 绪论
名词解释
高分子化合物 ： 指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在一万以上的化合物。
单体 ：合成聚合物所用的低分子的原料。如聚氯乙烯的单体为氯乙烯。
重复单元 ：在聚合物的大分子链上重复出现的、组成相同的最小基本单元。
单体单元 ：结构单元与原料相比，除了电子结构变化外，其原子种类和各种原子的个数完全相同，这种结构单元又称为单体单元。
结构单元 ：单体在大分子链中形成的单元。
聚合度（DP、Xn） ：衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值，以DP表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以Xn 表示。聚合物是由一组不同聚合度和不同结构形态的同系物的混合物所组成，因此聚合度是一统计平均值。
聚合物分子量 ：重复单元的分子量与重复单元数的乘积；或结构单元数与结构单元分子量的乘积。
数均分子量 ：聚合物中用不同分子量的分子数目平均的统计平均分子量。
重均分子量 ：聚合物中用不同分子量的分子重量平均的统计平均分子量。
分子量分布 ：由于高聚物一般由不同分子量的同系物组成的混合物，因此它的分子量具有一定的分布，分子量分布一般有分布指数和分子量分布曲线两种表示方法。
多分散性（Polydispersity）：聚合物是分子量不等的同系物的混合物，其分子量或聚合度是一平均值。这种分子量的不均一性称为分子量的多分散性。
问答题
1. 与低分子化合物比较，高分子化合物有何特征?
解：与低分子化合物相比，高分子化合物有以下主要特征：
(1)高分子化合物分子量很大，分子往往由许多相同的简单的结构单元通过共价键重复连接而成；
(2分子量和结构的多分散性：即使是一种“纯”的高分子化合物，它也是化学组成相同而分子量不等，结构不同的同系聚合物的混合物。
(3)高分子化合物的结构非常复杂，需用一次、二次和三次结构来描述它。一次结构是指一个大分子链中所包含的结构单元和相邻结构单元的立体排布。二次结构是指单个大分子链的构象或聚集态类型。三次结构是指形成复杂的高分子聚集体中大分子的排列情况。