作业一参考答案

作业一（第一、二、三部分）

一．第一部分

1.写出聚氯乙烯、聚乙二醇、涤纶、尼龙-610、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸乙酯和氯丁橡胶的分子式、重复单元及单体，并用系统命名法命名。

2. （1）数均分子量M n 和重均分子量M w 的物理意义是什么？试证明多分散系数d ≥1。（2）某聚合物试样由下列级分组成，试计算该试样的数均分子量M n 和重均分子量M w 以及多分散系数d 。

解：（1）数均分子量的物理意义是各种不同分子量的分子所占的分数与其相对应的分子量乘积的总和。

重均分子量的物理意义是各种不同分子量的分子所占的重量分数与其相对应的分子量乘积的总和。 设i M 为i 聚体的分子量，则

(

)

2

2

220i n i i i n

i

n i i M M N M N M N

M M N -=+-≥∑∑∑∑

亦即2

0w n n M M M -≥g

故当i n M M ≡时，则w n M M ≡，当i n M M ≠时，则w n M M f 。 （2）456

1

18484.30.50.40.1

101010i i

n i

n M

M n

=

=

=++∑∑

45650.5100.4100.110 1.45101

i i

w

i

w M M w

⨯+⨯+⨯=

==⨯∑∑

51.45107.8418484.3w n M d M ⨯===

二．第二部分

3. 多少乙酸加到等摩尔比的己二酸和己二胺中才能使聚酰胺的分子量为11318，反应程度为 %，求乙酸和己二酸的摩尔比?

解：设己二酸加料为1mol 时，乙酸为N mol ，将P ＝，

11318

,

113n X =

代入

112n r X r r ϕ'

+=

'+-中，解得0.99r '=。 由

12

0.99122b b b

N r N N N ⨯'=

=='+⨯+， 得N ＝。

所以乙酸和己二酸得摩尔比为：1。

4. 计算下列体形缩聚反应体系的凝胶点：（1）邻苯二甲酸和甘油的摩尔比为:；（2）邻苯二甲酸、甘油和乙二醇的摩尔比为::

解：（1）30.982 2.37

1.500.98f ⨯⨯==+，220.844

2.39c P f ===

（2）(30.990.0022)2 2.39

1.500.990.005f ⨯+⨯⨯==++；220.838

2.39c P f === 。

5. 写出以对苯二甲酸和乙二醇为原料用酯交换法生产PET 树脂的全部反应。试问：（1）为什么要用过量的乙二醇？（2）如何保证官能团等当量？（3）欲得平均分子量为20000的PET 树脂，求反应中允许的乙二醇的最大浓度分数是多少？（280℃时缩聚平衡常数 K=）

解：（3）

20000

208.396n X =

=

111n P X =- ,

022

0(1)w N PN K N P =- 0 4.9

0.011%208(2081)

(1)w n n N K N X X ===--

6. 写出三羟甲基丙烷和甲苯二异氰酸酯加成物的结构式（摩尔比1：3） 解

：

H 3CH 2C

C

CH 2OH CH 2OH

CH 2OH

+

CH 3

NCO

NCO

H 3CH 2C

C

CH 2O CH 2O CH 2C C

C

H N

O

O

H N

O

H N

CH 3

CH 3NCO

NCO CH 3NCO

7. 二亚甲基三胺是几官能度的固化剂？写出它与环氧树脂反应式（示意） 解：二亚甲基三胺是五官能度的固化剂

H 2NH 2C

H 2NH 2C

+H 2C

H C

O

C H 2

5C H 2

C H 2

N CH 2

N

H 2H 2C

CH 2

CH 2

HC

H 2C OH

C H

H C C H 2

C H 2

OH

OH

C H H C C H 2

C H 2

OH

OH

三．第三部分

8. 试讨论在自由基聚合反应中，温度对热引发体系、光引发体系和氧化还原引发体系的影响？

答：在自由基聚合中，若链终止主要是动力学链终止，反应处于稳态。这时动力

学链长v 或者平均聚合度n X 与温度的关系体现在1/2

()p

d t k fk k 随温度的变化上。这

是因为[][]1/2

1/22()p

d t k M v fk k I =g

。

若

[][]1/2

1/22()p

d t k M v fk k I =

g

，则

22t d

p E E E E =-

+

对热引发体系，引发剂，E 约为-40KJ/mol ，温度升高动力学链长v 或平均聚合度n X 均变小。对氧化还原引发体系，E 为-5—5KJ/mol ，接近于0，所以温度对v 或n X 影响很小。对光引发体系，由于Ea 为0，E 虽为正值，但其值不大，所以若温度升高，v 或n X 会略有升高。

若链转移终止是链终止的主要方式，则温度对n X 的影响主要与Etr 和Ep 的差值有关，而对引发剂的种类关系较小。

9. 分别指出聚苯乙烯、聚氯乙烯、高压聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯的自由基聚合反应的特征。

答：详见书本《聚合方法》，节 本体聚合

10. 如下引发剂类型的活性排序：二烷基过氧化物（R-O-O-R ’）、过氧化酯（RCOOOR ’）、过氧化二酰（RCOOOCOR ’）和过氧化二碳酸酯（ROOC-O-O-COOR ’）。并扼要说明理由。

答：过氧化二碳酸酯（ROOC-O-O-COOR ’）＞过氧化二酰（RCOOOCOR ’）＞过氧