2022年高分子化学第五版潘祖仁版课后习题答案及重点.docx
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1、精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -第一章绪论摸索题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分.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,高分子由很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,不采纳单体单元术语,由于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
2、 不再与单体相同.假如用2 种单体缩聚成缩聚物,就由2 种结构单元构成重复单元.聚合物是指由很多简洁的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-10 6 的同系物的混合物.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_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 X n表示.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_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分.答:合成高分子多半是由很
3、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,而聚合物就是很多大分子的集合体.依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 、聚丁二烯和自然橡胶的结构式(
4、重复单元).挑选其常用分子量,运算聚合度.聚合物结构式(重复单元)聚氯乙烯-CH 2CHCl- n聚苯乙烯-CH 2CHC 6H5- n涤纶-OCH 2CH 2O OCC 6H4CO- n尼龙 66(聚酰胺 -66 )-NHCH 26NHCOCH 24CO- n聚丁二烯-CH 2CH=CHCH 2 -n自然橡胶-CH 2CH=CCH 3 CH 2- n可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_聚合物分子量 / 万结构单元分子量/万DP=n特点可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - -
5、- -第 1 页,共 22 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_塑料聚氯乙烯聚苯乙烯515103062.510480024009602900 9622885足够的聚合度,才能达到肯定 强度,弱极性要求较高聚合度.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_纤维极性,低聚合度就有足够的强可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_涤 纶 聚酰胺 -661.82.31.21.860+132=192114+112=22
6、694120度5380可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_橡胶非极性,高分子量才给予高弹可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_顺- 聚丁二烯自然橡胶2530204054460056004630-555668290059002941-5882性和强度可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4. 举例说明和区分: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.1)缩聚、聚加成和逐步聚合缩聚是官能团单体间多次缩合反应的结果,除了缩聚物为主产物外,仍有低
7、分子副产物产生,缩聚物和单体的元素组成并不相同.逐步聚合是无活性中心,单体中不同官能团之间相互反应而逐步增长,每步反应的速率和活化能大致相同.大部分缩聚属于逐步聚合机理,但两者不是同义词.聚加成反应是含活泼氢功能基的亲核化合物与含亲电不饱和功能基的亲电化合物之间的聚合.属于非缩聚的逐步聚合.2)加聚、开环聚合和连锁聚合加聚是烯类单体加成聚合的结果,无副产物产生,加聚物与单体的元素组成相同.连锁聚合由链转移、增长、终止等基元反应组成,其活化能和速率常数各不相同.多数烯类单体的加聚反应属于连锁聚合机理.环状单体-键断裂后而聚合成线形聚合物的反应称作开环聚合.近年来,开环聚合有了较大的进展,可另列一
8、类,与缩聚和加聚并列.开环聚合物与单体组成相同,无副产物产生,类似加聚.多数开环聚合物属于杂链聚合物,类似缩聚物.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_5. 写出以下单体的聚合反应式,以及单体、聚合物的名称.a. CH2=CHFb. CH 2=CCH 3 2c. HOCH 2 5COOHd. CH2 -CH2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_|e. NH2CH 26NH + HOOCCH 24COOHCH2 -O答:序号单体聚合物a CH 2=CHF 氟乙烯-CH 2-CHF- -n 聚氟乙烯可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - -
9、 - - - - - - -第 2 页,共 22 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -b CH 2=CCH 32 异丁烯- CH 2-CCH 32- n 聚异丁烯c HOCH 25COOH-羟基己酸- OCH 25CO- - n 聚己内酯可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_d CH 2CH 2CH 2O 丁氧环 - e NH 2CH 26NH 己 二 胺 + HOOCCH 24COOH 己二酸- CH 2CH 2CH 2O- n聚氧三亚甲基-NHCH 26
10、 NHCOCH 2 4CO- n 聚己二酰己二胺(聚酰胺 -66 ,尼龙 66)可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_6. 按分子式写出聚合物和单体名称以及聚合反应式.属于加聚、缩聚仍是开环聚合,连锁聚合仍是逐步聚合?a. CH 2=CCH 32 nb. NHCH 26NHCOCH 24COn可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_答: c.NHCH 2 5 COnd.CH 2CCH3=CHCH 2n可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_单体聚合物加聚、缩聚或开环连锁、逐步聚合聚合CH2 =CCH 32 异丁烯聚异丁烯加聚连锁NH 2 CH26NH 2 己二胺、HO
11、OCCH 2 4COOH 己二酸聚已二酰己二胺,尼龙 66缩聚逐步NHCH 25CO 己内酰胺尼龙 6开环逐步(水或酸作催 化剂)或连锁(碱作催化剂)序号a bc可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_dCH2 =CCH 3-CH=CH 2异戊二烯聚异戊二烯加聚连锁可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_7. 写出以下聚合物的单体分子式和常用的聚合反应式:聚丙烯腈、 自然橡胶、 丁苯橡胶、 聚甲醛、 聚苯醚、聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷.答:聚丙烯腈:丙烯腈CH 2=CHCN 自然橡胶:异戊二烯CH 2=CCH 3-CH=CH 2丁苯橡胶:丁二烯+苯乙烯 CH 2=CH-CH=C
12、H 2+CH 2 =CH-C 6H 5聚甲醛:甲醛CH 2O可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_CH 3OH聚苯醚: 2, 6 二甲基苯酚CH 3+O2CH 3OnCH 3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_聚四氟乙烯:四氟乙烯CF 2=CF22CH 3nH2OCH 3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_Cl-Si-ClO-Si-HCl可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_聚二甲基硅氧烷:二甲基硅氧烷CH 3CH 3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_8. 举例说明和区分线形结构和体形结构
13、、热塑性聚合物和热固性聚合物、非晶态聚合物和结晶聚合物.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页,共 22 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -答:线形和支链大分子依靠分子间力集合成聚合物,聚合物受热时,克服了分子间力,塑化或熔融.冷却后,又凝结成固态聚合物.受热塑化和冷却固化可以反复可逆进行,这种热行为特称做热塑性.但大分子间力过大(强氢键)的线形聚合物,如纤维素,在热分解温度以下,不能塑化
14、,也就不具备热塑性.带有潜在官能团的线形或支链大分子受热后,在塑化的同时,交联成体形聚合物,冷却后固化.以后受热不能再塑化变形,这一热行为特称做热固性.但已经交联的聚合物不能在称做热固性.聚氯乙烯,生橡胶,硝化纤维:线形,热塑性纤维素:线形,不能塑化,热分解酚醛塑料模制品,硬橡皮:交联,已经固化,不再塑化9. 举例说明橡胶、纤维、塑料的结构-性能特点和主要差别.答:现举纤维、橡胶、塑料几例及其聚合度、热转变温度、分子特性、集合态、机械性能等主要特点列于下表.聚合物聚合度Tg/ Tm/ 分子特性集合态机械性能纤涤纶9012069258极性晶态高强高模量维尼龙 -66508050265强极性晶态高
15、强高模量橡顺丁橡胶5000-108-非极性高弹态低强高弹性胶硅橡胶50001 万-123-40非极性高弹态低强高弹性塑聚乙烯15001 万-125130非极性晶态中强低模量料聚氯乙烯600160081-极性玻璃态中强中模量纤维需要有较高的拉伸强度和高模量,并期望有较高的热转变温度,因此多项用带有极性基团(特别是能够形成氢键)而结构简洁的高分子,使集合成晶态,有足够高的熔点,便于烫熨.强极性或氢键可以造成较大的分子间力,因此,较低的聚合度或分子量就足以产生较大的强度和模量.橡胶的性能要求是高弹性,多项用非极性高分子,分子链柔顺,呈非晶型高弹态,特点是分子量或聚合度很高,玻璃化温度很低.塑料性能要
16、求介于纤维和橡胶之间,种类繁多,从接近纤维的硬塑料(如聚氯乙烯,也可拉成纤维)到接近橡胶的软塑料(如聚乙烯,玻璃化温度极低,类似橡胶)都有.低密度聚乙烯结构简洁,结晶度高,才有较高的熔点( 130 ).较高的聚合度或分子量才能保证聚乙烯的强度.等规聚丙烯结晶度高,熔点高(175 ),强度也高,已经进入工程塑料的范畴.聚氯乙烯含有极性的氯原子,强度中等.但属于非晶型的玻璃态,玻璃化温度较低.使用范畴受到限制.运算题1. 求以下混合物的数均分子量、质均分子量和分子量分布指数.a、组分 A :质量 = 10g,分子量 = 30 000. b、组分 B:质量 = 5g,分子量 = 70 000.c、组
17、分 C:质量 = 1g,分子量 = 100 000解:数均分子量可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页,共 22 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_mni M iM nnini105mi1mi/ M i 38576可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_10 / 300005 / 700001/ 100000可编辑资料 - - - 欢
18、迎下载精品_精品资料_质均分子量mi M iM wwi M imi10300005700001 100000468761051可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_分子量分布指数M w / Mn =46876/38576 = 1.22可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2. 等质量的聚合物A 和聚合物 B 共混,运算共混物的M n 和 M w .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_聚合物A: M n =35,000,M w=90,000 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_聚合物 B: Mn =15
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