高分子化学试题及答案11363.pdf

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1、-.z.高分子化学期末考试试题 B 一、名词解释（10）1、分子量多分散性 2、凝胶化现象 3、自动加速效应 4、配位聚合 5、交联 二、写出聚合反应式（10）1.有机玻璃 2OCHNNHCOCH3 O(CH2)4 On _18 3CHCH2 CH23CH3_C_n19 4 OC(CH2)5NH OC(CH2)5NHn=5HO(CH2)4OH+HC=CHOCCOO20 三、填空（50）（110 题每空 0.5 分，1113 每题 2 分，1419 每题 3 分）1、OCCOO（CH2）2On的名称叫（1），方括号内的部分称为（2）或称为（3）。n 称为（4），它和聚合物的分子量的关系是（5），

2、其两个结构单元分别是（6）、（7）。2、尼龙6.6 是由（8）和（9）缩聚而成，第一个 6 代表（10），第二个 6 代表（11）。3、BPO 的中文名称是（12），其热分解反应式是（13），它在聚合反应中用作（14）。4、在己二酸和乙二醇的缩聚中通入 N2的作用是（15）、（16）、（17）。5、下列单体可进行哪些聚合反应？（a）CH2CHCHCH2 （18）、（19）、（20）（b）CH2CHCI （21）（c）CH2CH （22）、（23）（d）CH2C（CH3）COOCH3 （24）、（25）6、若 k11145，k222300 的两种单体在*一聚合温度进行自由基共聚合，比较下述各项的

3、大小（填或 单体活性：M1（26）M2 自由基活性：M1（27）M2 竞聚率：r1（28）r2Q 值：Q1（29）Q 共聚速率常数：k12（30）k21 7、悬浮聚合的配方（31）、（32）、（33）、（34），其颗粒大小由（35）和（36）所决定。加入次甲基兰水溶液的作用是（37）、（38）、(39)。8、阴离子聚合的引发剂在弱极性溶剂，极性溶剂，强极性溶剂中各呈现的形态分别是（40）、-.z.（41）、（42），（43）形态的 RP高，（44）形态有较强的结构规整能力。9、St(M1)AN(M2)的竞聚率为 0.03 与 0.41，r1=（45），r2=（46），其恒比点的组成为（47）。

4、10、动力学链长的定义为（48），用式子表示是（49）。当无链转移时，结合终止的与*n 的关系是（50），歧化终止的与*n 的关系是（51）。11、引发剂的半衰期与分解速率常数的关系式是（52），它们都可用来表示引发剂的（53）。12、功能高分子的定义是（54）13、1/r1 的意义是（55）、（56）14、平均官能度的定义是（57），它与平均聚合度的关系是（58），官能团的当量比 r 的定义是（59）。15、在缩聚反应中获得高分子产物的两个必要条件是（60）、（61）。16、*二元酸和二元醇在催化剂存在下，于一定温度进行缩聚反应，如果浓度均为10mol/L,kc=10-3L/mol，S，要得

5、到*n37 的聚合物，需要的时间为（62）。如果反应程度 P0.95 和 P0.99 时，前者的多分散性比后者的多分散性（63）。17、下述单体进行自由基聚合，比较聚合热的大小（填或M A：（a）CH2CH2 （b）CH2CHCI （a）（64）（b）B：（c）CH2CH（b）CH2C（CH3）（c）（65）（b）C：（e）CH2CHCOOH （f）CH2CHCOOCH3 （e）（66）（f）18、右图是分子量转化率曲线，各按什么机理进行聚合反应？19、Qe 方程是（70）（71）四、计算题（30）1、用亚油酸、邻苯二甲酸，甘油、乙二醇制备醇酸树脂，其原料正比为 1.2：1.5:1.0:0.7

6、，当酯化反应完全时，数均聚合度是多少？反应中能凝胶吗？2、*两种单体进行自由基共聚合，r10.40，r20.69，问（a）当M15mol/L，M21mol/L 时，在反应初期，共聚物组成如何？（b）怎样配料才能生成与原料组成相同的共聚物。3、St 以 AIBN 为引发剂，在 60进行聚合，测得 VP0.25510-4mol/LS，*n2460，结合终止，忽略向单体的链转移，问（1）=？（2）Vi=(2)设 f=1，此条件下的21t=16.6Rr-1，理论上需用 AIBN 多少？注：1 试题字迹务必清晰、书写工整本题 2 页，本页为第 1 页 2 题间不留空，一般应题卷分开教务处试题编号：3 务

7、必用 A4 纸打印*：本题 2 页，本页为第 2 页 0 (67)(68)(69)-.z.教务处试题编号：试卷 B 答案及评分细则 一、（10 分，每小题 2 分）1、聚合物分子量的不均一性。或说聚合物的多分散性。2、体型缩聚进行到一定程度，突然出现粘度增大而不能流动的凝胶，这一过程叫凝胶化 主要之点：突然出现粘度增大而不能流动 3、在自由基聚合中，随着转化率的提高，聚合速率突然增加的行为。主要之点：聚合速率突然增加 4、采用配位催化剂的聚合反应。或说单体的双键在催化剂在空位处配位形成*种形式（）的络合物而后插入金属一碳键中得到大分子的过程。5、大分子间形成共价键的过程。二、（10 分，每小题

8、 2 分，写错单体扣一分，原子数不对扣 0.5 分）1.2.3.CHCHCH2+HClCH2CH2CH2+AlCl33CH3CH3CH3CH3CH3CH33_ CH2 CHn CH2 CH.Al Cl4+-CHCH_C_C_+.Al Cl4-CH2=CH+(2n+1)MCnCH3CH3H.4.n OC(CH2)5NH OC(CH2)5NHn=或n HOOC(CH2)5NH2=HOOC(CH2)5NHnH+(n-1)H2O 5.HO(CH2)4OH+HC=CHOCCOO20 三、（50 分，1-10 题，每空 0.5 分，11-13 每题 2 分，14-19 题每题 3 分）1、（1）聚对苯二甲

9、酸乙二酯或涤纶（2）重复单元（3）链节（4）重复单元（链节）数（5）onMM2（6）,cooc（7）ocHo22)(2、（8）己二胺（9）己二酸（10）己二胺（11）己二酸 3、（12）过氧化二苯甲酰（13）（14）引发剂 4、（15）保护反应体系（16）搅拌（17）带走小分子水 5、(a)（18）自由基（19）阳离子（20）阴离子 (b)（21）自由基聚合 (c)（22）自由基聚合，（23）阴离子聚合(d)（24）自由基（25）阴离子聚合 6、（26）,(27)(29)(30)7、（31）单体（32）引发剂（33）分散剂（34）水（35）分散剂性质和用量（36）搅拌速度（37）水相阻聚（38

10、）防止乳化（39）跟踪反应 O(CH2)2OOC-CH=CH-COO -.z.8、（40）紧密离子对（41）被溶剂隔开的离子对（42）自由离子（43）自由离子（44）紧密离子对 9、（45）0.41 （46）0.03 (47)0.62 10、（48）自由基从引发到真正终止所消耗的单体数（49）RiRpv/（50）vxn2（51）vxn 11、（52）kdt/693.021（53）活性 12、（54）带有特殊功能团的立分子 13、（55）F1-f1,曲线中 f20 时曲线的斜率（56）单体 M2的活性 14、（57）CBAAANNNNcfcfNf)(2（58）fPxn22（59）1BBCCAAf

11、NfNfNr 15、（60）尽量除去小分子（61）严格保证配比等当量 16、（62）1hr （63）小 17、A（64）C 丙烯腈丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯醋酸乙烯苯乙烯。四、（共 5 分，每题 1 分）选择正确答案填入()中。接技共聚物可采用（）聚合方法。逐步聚合反应 聚合物的化学反应 阳离子聚合 阴离子聚合 为了得到立构规整的 1.4-聚丁二烯，1,3 丁二烯可采用()聚合。自由基聚合 阴离子聚合 阳离子聚合 配位聚合-.z.工业上为了合成涤纶树脂(PET)可采用()聚合方法。熔融缩聚 界面缩聚 溶液缩聚 固相缩聚 聚合度变大的化学反应是()PVAc 的醇解 纤维素硝化 高抗冲 PS 的制备

12、 离子交换树脂的制备 表征聚合物相对分子质量的参数是(、)1rt1/2nX 一、基本概念题（共 10 分,每题 2 分）聚合物相对分子质量稳定化法：聚合物相对分子质量达到要求时,加入官能团封锁剂,使缩聚物两端官能团失去再反应的能力,从而达到控制缩聚物相对分子质量的目的的方法。体型缩聚的凝胶点：体型缩聚中出现凝胶时的反应程度，记作cP 乳化剂的亲水亲油平衡值 HLB：根据乳化剂亲油基和亲水基对其性能的贡献,给每一种乳化剂一个数值叫亲水亲油平衡值,用 HLB 来表示，它表示乳化剂的亲水性能的大小。本体聚合：单体在少量引发剂作用下形成高聚物的过程。引发剂的诱导分解：链自由基向引发剂的转移反应。二、填

13、空题（共 20 分,每空 1 分）体型缩聚物有 环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂 和 不饱和聚酯树脂 等。线型缩聚物有 PET 树脂、PA-66 树脂、PC 和 PA-1010 树脂 等。计算体型缩聚的凝胶点有 Carothers 方程和 Flory 统计公式。引发剂的选择原则是根据聚合实施方法选择 引发剂种类、根据聚合温度选择 分解活化能适当的引发剂 、根据聚合周期选择 半衰期适当的引发剂 。本体聚合应选择 油溶性 引发剂、乳液聚合应选择 水溶性 引发剂。三、简答题（共 25 分，每题 5 分，意义不完全者适当扣分）界面缩聚的特点是什么-.z.界面缩聚是不平衡缩聚,需采用高反应活性的单体，反应可

14、在低温下进行,逆反应的速率很低,甚至为 0。属于不平衡缩聚。缩聚中产生的小分子副产物容易除去,不需要熔融缩聚中的真空设备。同时,由于温度较低避免了高温下产物氧化变色降解等不利问题。反应温度低,相对分子质量高。反应总速率与体系中单体的总浓度无关,而仅决定于界面处的反应物浓度.只要及时更换界面,就不会影响反应速率。聚合物的相对分子质量与反应程度、本体中官能团物质的量之比关系不大,但与界面处官能团物质的量有关.界面缩聚由于需要高反应活性单体,大量溶剂的消耗,使设备体积宠大,利用率低。因此,其应用受到限制。请指出在什么条件下自由基聚合反应速率pR与引发剂浓度c(I)的反应级数为：0 级；0.5 级；0

15、.51 级；1 级 00.5 级。答:：热聚合时，0p(I)cR，聚合速率与引发剂浓度无关。双基终止时，0.5p(I)cR，聚合速率对引发剂浓度为 0.5 级反应。单、双基终止兼而有之时，105p(I)cR，聚合速率对引发剂浓度为 0.51 级反应。单基终止时，(I)pcR，聚合速率对引发剂浓度为 1 级反应。选用偶氮苯三苯甲烷引发剂时，0.50p(I)cR，聚合速率对引发剂浓度为 00.5 级反应。为什么自由基聚合时聚合物的相对分子质量与反应时间基本无关，缩聚反应中聚合物的相对分子质量随时间的延长而增大？自由基聚合遵循连锁聚合机理：链增加反应的活化能很低，kJ/mol3420pE，聚合反应一

16、旦开始，在很短的时间内（0.01s几秒）就有成千上万的单体参加了聚合反应,也就是生成一个相对分子质量几万几十万的大分子只需要 0.01s几秒的时间(瞬间可以完成)，体系中不是聚合物就是单体,不会停留在中间聚合度阶段，所以聚合物的相对分子质量与反应时间基本无关。而缩聚反应遵循的是逐步聚合机理：单体先聚合成低聚体，低聚体再聚合成高聚物。链增加反应的活化较高，kJ/mol60pE生成一个大分子的时间很长，几乎是整个聚合反应所需的时间，缩聚物的相对分子质量随聚合时间的延长而增大。何谓聚合物官能团的化学转化？在聚合物官能团的化学转化中，影响官能团转化的因素是什么官能团的转化率一般为多少？答：由于高分子的

17、化学反应是通过官能团的化学转化而实现的,所以又可以将聚合物的化学反应称为聚合物官能团的化学转化。-.z.因为聚合物的化学反应的复杂性,官能团的转化,一般为 86.5%。这主要是因为扩散因素的影响、邻近基团的影响和相邻官能团成对反应的限制。甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、苯乙烯、马来酸酐、醋酸乙烯、丙烯腈等单体分别与丁二烯共聚，试以交替倾向的次序排列上述单体，并说明原因。单体(M1)单体(M2)1r 2r 21rr 甲基丙烯酸甲酯 丁二烯 0.25 0.75 0.1875 丙烯酸甲酯 丁二烯 0.05 0.76 0.038 苯乙烯 丁二烯 0.58 1.35 0.783 马来酸酐 丁二烯 5.741

18、0-5 0.325 1.8610-5 醋酸乙烯 丁二烯 0.013 38.45 0.499 丙烯腈 丁二烯 0.02 0.3 0.006 根据 21rr 乘积的大小，可以判断两种单体交替共聚的倾向。即21rr 趋向于 0，两单体发生交替共聚；21rr 越趋于零，交替倾向越大。根据单体的1r、2r和21rr 值上述各单体与丁二烯产生交替共聚的次序为：马来酸酐丙烯腈丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯醋酸乙烯苯乙烯。四、（共 5 分，每题 1 分）选择正确答案填入()中。接技共聚物可采用（）聚合方法。逐步聚合反应 聚合物的化学反应 阳离子聚合 阴离子聚合 为了得到立构规整的 1.4-聚丁二烯，1,3 丁二烯可

19、采用()聚合。自由基聚合 阴离子聚合 阳离子聚合 配位聚合 工业上为了合成涤纶树脂(PET)可采用()聚合方法。熔融缩聚 界面缩聚 溶液缩聚 固相缩聚 聚合度变大的化学反应是()PVAc 的醇解 纤维素硝化 高抗冲 PS 的制备 离子交换树脂的制备 表征聚合物相对分子质量的参数是(、)1rt1/2nX 五、计算题（共 40 分，根据题目要求计算下列各题）(15 分)苯乙烯在 60以过氧化二特丁基为引发剂，苯为溶剂进行溶液聚合。当单体苯乙烯的浓度c(M)=1mol/L，引发剂浓度c(I)=0.01mol/L 时，引发和聚合的初速分别为 410-11 mol/Ls 和-.z.1.510-7mol/

20、Ls。试根据计算判断低转化率下，在上述聚合反应中链终止的主要方式？真正终止和链转移终止的比例？已知：60时CM=8.010-5，Cl=3.210-4，CS=2.310-6，苯乙烯的密度为 0.887g/mL，苯的密度为 0.839g/mL。设苯乙烯-苯体系为理想溶液。解:c(M)=1.0mol/L，c(I)=0.01 mol/L 11-i1004=.Rmol/(Ls)，7-p1051=.Rmol/(Ls)3750=104.01051=11-7iP.RR （2 分）苯乙烯-苯体系为理想溶液，509=78839)887104-1(=(S).cmol/L （2 分）苯乙烯 60时，动力学链终止完全是

21、偶合终止，2 k (1 分)(M)(S)+(M)(I)+1=1SIMccCccCCkXn (24-5-6-54-6-4-5-10382=10182+1023+1058+10331=01591032+010101023+1058+375021.(5 分)4196=nX (1 分)偶合终止所占的比例为%.56=100103821033144 (2 分)转移终止所占的比例为：%.44=1001038210182+1023+10584565 (2 分)（共 12 分）等摩尔比的乙二醇和对苯二甲酸于 280下进行缩聚反应，已知平衡常数K=4.9。如果达到平衡时所得聚酯的nX=15。用缩聚反应中官能团等活

22、性理论的假定表示该缩聚反应，并推导平衡常数K和平均聚合度nX的关系式。试问此时体系中残存的小分子水的摩尔分数O)(H2x为多少？解：（8 分）用缩聚反应中官能团等活性理论的假定表示该缩聚反应：t=0 n0n0 P 0 0 t时平衡 n n K （n0-n）nW-.z.)-1(=0PnnPnnn00=-02=O)(HnnxW1-1=kkK（5 分，每错一处扣除 1 分）式中 n0起始羟基和羧基的官能团数目；P平衡时反应程度；nw平衡时小分子水的分子数。推导平衡常数K和平均聚合度nX的关系式：()22222W0O)(H=-1O)(H=)-(=nXPxPPxnnnnK（3 分）（4 分）PXn-11

23、=（1 分）P-11=159330=.P（1 分）02330=15933094=O)(H222.XPKxn（2 分）即体系残余的小分子水的分数2330=O)(H2.x。(共 13 分)甲基丙烯酸甲酯(M1)与苯乙烯(M2)，在 60下进行自由基共聚合。已知：r 1=0.46,r 2=0.52；请：(10 分)画出11x x曲线（计算五个点）。（3 分）为了得到：5600=)dc(M)dc(M21.组成比较均一的共聚物应采用何种投料方法？?=)dc(M)dc(M0201 解：计算结果（8 分）1x 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 x1 0 0.156 0.266 0.351 0.423 0.490 0.559 0.629 0.715 0.829 1.0 47100.52-0.46-20.52-1-2-1(A)(A)2121,1.rrrxx 为了得到：5600=)dc(M)dc(M21.组成比较均一的共聚物应采用调节起始单体投料比的一次投料法（1分）-.z.（2 分），使4710=)dc(M)dc(M0201.，控制一定的转化率结束反应（1 分）。