哈理工电气高分子绝缘材料化学基础课后答案.ppt

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1、1.2 今有尼龙6样品32.4 g，用端基滴定法测得其中含有 3.510-3 mol羧基，求样品的 和聚合度。解：尼龙61.4 依例写出下列高聚物的形成反应化学方程式：聚丙烯（PP）聚氯乙烯（PVC）聚偏二氯乙烯（PVDC）聚丙烯腈（PAN）聚四氟乙烯（PTFE）1.5 写出缩聚反应方程式，并写出高分子的名称(1)庚二胺 与 辛二酸(3)间苯二甲酸 与 乙二醇(4)邻苯二甲酸酐 与 1,2-丙二醇 1.6 写出下列各物质的结构式或示性式(1)均苯四甲酸二酐(2)双酚A(3)间苯二胺(4)甲基三氯硅烷(5)二甲基二甲氧基硅烷(6)1,3-丙二醇(7)丙烯酰胺1.7 今有聚苯乙烯（PS）样品，已知

2、其由下列各级分所组成，求此样品 的 、与分子量分布指数。级级 分分质质量量%分子量分子量104级级 分分质质量量%分子量分子量1041101.25117.32192.16810.23243.57612.24184.98414.6，解：=3.2 x 104=1.61.8 将5.00克聚合物样品分级，再测定各级分的数均分子量，所得结果为：级 分质量g分子量104级 分质量 g分子量10410.25241.202020.65550.555032.201060.15100假定每个级分的分子量都是均一的，求此样品 的 、与分子量分布指数。解：W=5g或2.1 写出下列各种引发剂分解的化学方程式（1）过硫

3、酸钾（2）DCP（3）过氧化二叔丁基（4）过氧化二苯甲酰(BPO)（5）AIBN（偶氮二异丁腈）2.2 以BPO为引发剂，使苯乙烯进行聚合，写出各历程反应的化学方程式（只考虑双基终止）。链引发链增长链终止耦合歧化2.3 在自由基聚合反应达到稳态时，（a）M增大三倍，I不变时；(b)I增大三倍，M不变时。在只考虑双基终止时 Ms=解：R=Rp=kp M =（1）稳态时自由基总浓度有何变化?（2）聚合速率有何变化？（3）平均聚合度有何变化？a 不变 增大三倍 增大三倍b 增大一倍 增大一倍 是原来的1/2倍2.4 已知某自由基聚合体系的M=8.2 mol/L，M=110-3 mol/L，kp=15

4、0 L/(mols)，Ri=310-9 mol/(Ls)。求（1）Rp；（2）kt；（3）自由基寿命；（4）动力学链长。Rp=kpMMRt=Ri=2ktM2=解：2.5 用含放射性14C 的AIBN引发苯乙烯聚合，已知引发剂的引发效率为1，链终止方式为双基偶合，无链转移反应。用闪烁计数器测得AIBN的放射活性为2.5108次/（smol），0.001kg聚合物的放射活性为1.2103次/s。求聚合物的 。解：2.6 甲基丙烯酸甲酯在50时进行自由基聚合，链终止方式有双基偶合和双基歧化（各占一定比例）。经实验测定，聚合物链上含有的引发剂碎体数与聚合物分子数之比为1.24。求此聚合反应中偶合、歧化

5、终止的活性链各占多少百分数。设耦合终止的活性链为x，歧化终止的活性链为1x对于耦合终止 引发剂碎体x，聚合物分子数x/2对于歧化终止 引发剂碎体1x，聚合物分子数1x 解：歧化 1x61.29 2.7 将1mol苯乙烯和0.01mol过氧化二叔丁基（DTBP）混合，于60时进行聚合反应。引发速率为4.010-11mol/(dm3min)，链增长速率为1.510-7mol/(dm3min)。求fkd值和初始动力学链长。（60时苯乙烯的密度为0.887g/mL，计算时，设引发剂加入单体后聚合体系的体积不变）。解：苯乙烯分子量104 体积 Ri=2fkdI2.9 用AIBN和IPP为引发剂，使氯乙烯

6、聚合生成PVC，此聚合物有哪几种端基（只考虑双基终止）？偶氮二异丁腈（AIBN）解：过氧化二碳酸二异丙酯（IPP）链引发 链增长 链终止偶合终止岐化终止 2.10 以BF3为催化剂，乙醇为助催化剂，使异丁烯聚合，写出其聚合历程的各反应方程式。阳离子聚合 解：链引发 链增长 链终止2个动力学链不终止 2个动力学链终止(另一个未写）2.11 写出以丁基锂为催化剂时，苯乙烯聚合历程的各反应方程式。解：阴离子聚合 终止 无溶剂、杂质，不终止；若有水 引发增长解：解：活的高分子：活的高分子：在有些阴离子聚合反应中，若没有溶剂或外来杂质的在有些阴离子聚合反应中，若没有溶剂或外来杂质的影响，或使用阴离子聚合

7、中很少发生链转移的溶剂（如二影响，或使用阴离子聚合中很少发生链转移的溶剂（如二氧六环和四氢呋喃等），则它不会自行终止，亦即链增长氧六环和四氢呋喃等），则它不会自行终止，亦即链增长反应中的活性中心直到单体完全耗尽仍可保持活性，当重反应中的活性中心直到单体完全耗尽仍可保持活性，当重新加入单体时又可开始聚合，因此把这种高分子活性链称新加入单体时又可开始聚合，因此把这种高分子活性链称为为活的高分子。活的高分子。2.12 什么叫活的聚合物？有何用途？并举例说明。活的高分子的用途活的高分子的用途 （1）制备单分散性聚合物）制备单分散性聚合物 用萘钠引发苯乙烯聚合可得用萘钠引发苯乙烯聚合可得Mw/Mn为为1

8、.061.12的聚苯乙烯。的聚苯乙烯。（2）合成梳形和星形聚合物）合成梳形和星形聚合物 （3）合成嵌段共聚物）合成嵌段共聚物 热塑性弹性体热塑性弹性体SBS(苯乙烯苯乙烯-丁二烯丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物苯乙烯的嵌段共聚物)2.8 写出下列各物质的结构式。顺丁烯二酸酐（马来酸酐）合成天然橡胶 氯丁橡胶 顺丁橡胶（顺式1，4聚丁二烯）等规聚丙烯2.14 将下列各对单体放在一起使之聚合，将会发生何种结果？（写出r1，r2的值，说明能否共聚，生成的聚合物的结构属于何种类型）（1）苯乙烯-顺丁烯二酸酐(60)r1=0.0095 1,r2=0 单体M2只能共聚，其链节不能重复。当r1 1或M1 1,r2

9、 r2，聚合前期生成的是含有极少量乙酸乙烯酯结构单元的聚苯乙烯，待苯乙烯单体耗尽后，乙酸乙烯酯才开始聚合而生成均聚物。结果，产物几乎是两种均聚物的混合物。3.1 写出下列各物质的结构式（4）-氨基己酸（1）邻苯二甲酸酐（2）均苯四甲酸二酐（3）甘油（7）聚酰胺7（5）双酚A（6）聚酰胺68 3.2 说明下列聚合反应所得聚酯结构，说明每种聚合物分子量和分子结构与反应混合物中各单体相对含量有什么关系。（1）二元羧酸与二元醇线形聚合物当r=1，即两种官能基等当量 若r1，而p=1（2）二元羧酸与甘油 f12，f23 a 官能基接近等当量时，生成体型高聚物。越接近等当官能基接近等当量时，生成体型高聚物

10、。越接近等当量，越易生成体型高聚物。量，越易生成体型高聚物。b 如果甘油的用量比二元酸多得多，则不可能生成体型如果甘油的用量比二元酸多得多，则不可能生成体型高聚物，因为这时很多羟基（特别是仲羟基）不能参加反应高聚物，因为这时很多羟基（特别是仲羟基）不能参加反应,生成小分子量的线型或支链线型结构。越多越易生成线型，生成小分子量的线型或支链线型结构。越多越易生成线型，且分子量越小。且分子量越小。c 如果甘油的用量比二元酸少得多，也不可能生成体型如果甘油的用量比二元酸少得多，也不可能生成体型高聚物，因为这时尽管羟基都参加反应，但很快端基就都是高聚物，因为这时尽管羟基都参加反应，但很快端基就都是COO

11、H，无法形成交联结构，而是小分子量的支链线型结，无法形成交联结构，而是小分子量的支链线型结构。且越少分子量越小。构。且越少分子量越小。3.3 写出下列各物质反应的化学方程式（1）生成聚酰胺68的聚合反应（2）-氨基庚酸的酰胺化反应（3）-羟基丁酸的酯化反应（4）均苯四甲酸二酐与联苯二胺的聚酰亚胺化反应。3.4 己二酸和己二胺生成聚酰胺的平衡常数K=365（221.5），两种单体以分子比1:1加入，若欲得到数均聚合度为200的聚合物，体系中水含量必须控制在多少？解：nab=N/M0 3.6 用己二胺与己二酸以摩尔比r进行缩聚，反应程度p为99.5%，如欲制得数均分子量为15000及19000两种

12、产品，则原料配合的摩尔比分别是多少？解：3.8 计算下列混合物中发生凝胶化时的反应程度pc。可得出什么结论？（1）对苯二甲酸与甘油等当量（2）邻苯二甲酸酐：甘油：乙二醇=1.5：0.8：0.3（摩尔比）（3）邻苯二甲酸酐：甘油：乙二醇=1.5：0.5：0.75（摩尔比）。由此:二元醇的加入量越大，平均官能度越小，凝胶点越大。出现凝胶现象越晚。3.9 甲醛分别与苯酚和邻甲酚在氢氧化钠水溶液下制得酚醛树脂，试问树脂结构与单体配比有什么关系？答：邻甲酚、甲醛官能度分别为2，所以只能生成线型聚合物，与各单体浓度无关；尽管苯酚、甲醛官能度分别为3和2，但在氢氧化钠催化剂下，无论苯酚多多少或接近等当量均制得体形酚醛树脂；但甲醛浓度多到一定程度只能制得小分子量的支链线型酚醛树脂。