高分子化學(xué)作業(yè)參考答案

1、1、 寫出下列單體的聚合反應(yīng)式、以及單體、聚合物的名稱。a. CH2=CHF b. CH2=C(CH3)2 c. HO(CH2)5COOH d. CH2CH2CH2O e. NH2(CH2)6NH2 +HOOC(CH2)4COOH【解答】a. CH2=CHF聚合反應(yīng)式：?jiǎn)误w名稱：氟乙烯 聚合物名稱：聚氟乙烯 b. CH2=C(CH3)2聚合反應(yīng)式：?jiǎn)误w名稱：異丁烯聚合物名稱：聚異丁烯【注意】習(xí)慣稱“異丁烯”，最好不要稱“2甲基丙烯”（“1，1二甲基乙烯”更規(guī)范）。c. HO(CH2)5COOH聚合反應(yīng)式：?jiǎn)误w名稱：6羥基己酸聚合物名稱：聚6羥基己酸d. CH2CH2CH2O 聚合反應(yīng)式：?jiǎn)误w名

2、稱：1,3-環(huán)氧丙烷 / 氧雜環(huán)丁烷 /丁氧環(huán)聚合物名稱：聚1,3-環(huán)氧丙烷 /聚氧雜環(huán)丁烷 /聚丁氧環(huán) /IUPAC：聚氧化亞丙基（高分子化學(xué)潘才元著）/ 聚氧化丙撐 （稱“環(huán)丙醚”和“聚亞丙基醚”有一定道理，但較少見(jiàn)，最好不這樣命名）【注意】 e. NH2(CH2)6NH2 +HOOC(CH2)4COOH聚合反應(yīng)式： 單體名稱：己二胺（ NH2(CH2)6NH2 ） 己二酸（ HOOC(CH2)4COOH ）聚合物名稱：聚己二酰己二胺 /尼龍66 2寫出下列聚合物的一般名稱, 單體和聚合反應(yīng)式,這些聚合反應(yīng)屬于加聚還是縮聚, 連鎖聚合還是逐步聚合? 【解答】(1) 聚合物名稱：聚甲基丙烯酸

3、甲酯單體：聚合反應(yīng)式： 反應(yīng)類型：加聚反應(yīng)，連鎖聚合（2）聚合物名稱：聚醋酸乙烯酯單體：聚合反應(yīng)式：反應(yīng)類型：加聚反應(yīng)，連鎖聚合（3）聚合物名稱：聚已二酰已二胺（尼龍6，6）單體 & 聚合反應(yīng)式：反應(yīng)類型：縮聚反應(yīng)，逐步聚合（4）聚合物名稱：聚己內(nèi)酰胺 單體 & 聚合反應(yīng)式：反應(yīng)類型：縮聚反應(yīng)逐步聚合（己內(nèi)酰胺開(kāi)環(huán)聚合，以水酸作催化劑）or：連鎖聚合（己內(nèi)酰胺開(kāi)環(huán)聚合，以堿作催化劑）or：逐步聚合（氨基己酸途徑）【注意】本題較多同學(xué)未指定條件。再者反應(yīng)前后鍵的連接方式類似脫出小分子的縮聚，而不是雙鍵變?yōu)閱捂I的加聚模式。（5）聚合物名稱：聚異戊二烯單體 & 聚合反應(yīng)式：

4、反應(yīng)類型：加聚反應(yīng)，連鎖聚合3. 下列烯類單體適于何種聚合機(jī)理:自由基聚合,陽(yáng)離子聚合或陰離子聚合?并說(shuō)明理由.CH2=CHCl CH2=CCl2 CH2=CHCN CH2=C(CN)2CH2=CHCH3 CH2=C(CH3)2 CH2=CHC6H5 CF2=CF2CH2=C(CN)COOR CH2=C(CH3)-CH=CH2【解答】（1）CH2=CHCl 自由基聚合。Cl原子吸電，同時(shí)共軛，但都較弱。（2）CH2=CCl2 自由基聚合，陰離子聚合。兩個(gè)Cl原子在同一個(gè)C上，使得極化程度增加。（3）CH2=CHCN 自由基聚合，陰離子聚合。CN是強(qiáng)吸電基，明顯共軛。（4）CH2=C(CN)2

5、陰離子聚合。兩個(gè)CN在同一個(gè)C上，使得雙鍵電子云密度降低很多，也使得陰離子增長(zhǎng)種共軛穩(wěn)定。（5）CH2=CHCH3 不按照所指三種方法聚合。雙鍵電子云密度較大，不利于自由基進(jìn)攻；自由基易轉(zhuǎn)移形成烯丙基型穩(wěn)定自由基，故不易自由基聚合。另外，甲基是弱供電基，形成二級(jí)碳陽(yáng)離子太活不穩(wěn)定，副反應(yīng)嚴(yán)重，不能陽(yáng)離子聚合。可以配位聚合。（6）CH2=C(CH3)2 陽(yáng)離子聚合。兩個(gè)CH3在同一個(gè)C上，且與雙鍵形成超共軛。（7）CH2=CHC6H5 三種聚合。共軛體系，電子云易極化易流動(dòng)。（8）CF2=CF2 自由基聚合。F原子體積?。唤Y(jié)構(gòu)對(duì)稱。（9）CH2=C(CN)COOR 自由基聚合，陰離子聚合。雙吸電

6、基，明顯共軛。（10）CH2=C(CH3)-CH=CH2 三種聚合。共軛體系，電子云易極化易流動(dòng)。4. 判斷下列烯烴能否進(jìn)行自由基聚合, 并說(shuō)明理由.CH2=C(C6H5)2 ClHC=CHCl CH2=C(CH3)C2H5 CH3CH=CHCH3CH2=C(CH3)COOCH3 CH2=CHOCOCH3 CH3CH=CHCOOCH3【解答】（1）不能通過(guò)自由基聚合得到高分子量聚合物。同碳雙取代，且空間位阻極大。只形成二聚體。（2）不能通過(guò)自由基聚合得到高分子量聚合物。1，2二取代，且空間位阻很大。（3）不能通過(guò)自由基聚合得到高分子量聚合物。雙鍵電荷密度大，不利于自由基進(jìn)攻；且易轉(zhuǎn)移形成穩(wěn)定的

7、烯丙基型自由基。（4）不能通過(guò)自由基聚合得到高分子量聚合物。結(jié)構(gòu)對(duì)稱，極化程度低，位阻較大；且易向單體轉(zhuǎn)移形成穩(wěn)定的烯丙基型自由基。（5）能通過(guò)自由基聚合得到高分子量聚合物。1，1二取代，CH3體積較小，還用共軛效應(yīng)。（6）能通過(guò)自由基聚合得到高分子量聚合物。取代基具有共軛效應(yīng)。（7）不能通過(guò)自由基聚合得到高分子量聚合物。1，2二取代，且空間位阻很大。5. 以過(guò)氧化二特丁基作引發(fā)劑,在60下研究苯乙烯聚合.苯乙烯溶液濃度(1.0mol/L), 過(guò)氧化物(0.01mol/L), 引發(fā)和聚合的初速分別為4.0×10-11和1.5×10-7mol/L.S. 試計(jì)算fkd, 初期聚

8、合度, 初期動(dòng)力學(xué)鏈長(zhǎng). （計(jì)算時(shí)采用下列數(shù)據(jù)和條件:CM=8.0×10-5, CI=3.2×10-4, CS=2.3×10-6；60下苯乙烯密度為0.887g/mL, 60下苯的密度為0.839g/mL, 設(shè)苯乙烯-苯體系為理想溶液.）【解答】依題意，有：6. 試述高分子化學(xué)發(fā)展有幾個(gè)時(shí)期及發(fā)展方向?！窘獯稹?僅供參考高分子化學(xué)的發(fā)展大致可以分為四個(gè)階段：第一階段：為19世紀(jì)30年代20世紀(jì)20年代，對(duì)天然高分子的利用、加工及改性時(shí)期，是高分子化學(xué)的萌芽期。當(dāng)時(shí)雖然沒(méi)有高分子的概念，但是淀粉、纖維素、天然橡膠、絲、毛等天然高分子已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人們的日常生活。19

9、世紀(jì)后期，人們就設(shè)法利用化學(xué)方法來(lái)改變天然高分子材料的性質(zhì)，使更適用于應(yīng)用的需要。1838年-1851年在英國(guó)和美國(guó)先后建立了天然橡膠的硫化工廠，開(kāi)始生產(chǎn)橡皮和硬橡膠。1868年開(kāi)始了硝酸纖維素（賽璐珞）等工業(yè)的生產(chǎn)。二十世紀(jì)初開(kāi)始了醋酸纖維素的生產(chǎn)。第二階段：是19世紀(jì)20年代20世紀(jì)40年代，是高分子化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)興起和發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期。德國(guó)科學(xué)家Staudinger于1917年提出了“高分子化合物是由以共價(jià)鍵連接的長(zhǎng)鏈分子所組成”的猜想，并于1932年得到公認(rèn)，并在此基礎(chǔ)上建立了“高分子科學(xué)”。這一時(shí)期大量經(jīng)由縮聚和合自由基聚合的聚合物得到工業(yè)化，縮聚和自由基聚合奠定了早期高分子化學(xué)的基礎(chǔ)。

10、從1907年建立了第一個(gè)小型酚醛樹(shù)脂廠算起，便開(kāi)始了合成高分子時(shí)期1927年左右開(kāi)始了第一個(gè)熱塑性高分子聚氯乙烯的商品化生產(chǎn)，但是到了30年代才為真正的發(fā)展時(shí)期。聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯等都是在這一時(shí)期相繼開(kāi)始工業(yè)生產(chǎn)。合成橡膠中，1931年已經(jīng)出現(xiàn)了氯丁橡膠，1932年出現(xiàn)了第一個(gè)合成橡膠廠-丁鈉橡膠工廠，1940 -1942年，先后生產(chǎn)了丁基橡膠和丁苯橡膠。30年代后期，合成纖維也發(fā)展起來(lái)，如1938年尼龍66開(kāi)始了工業(yè)化生產(chǎn)。1942年出現(xiàn)了不飽和聚酯、1943年出現(xiàn)了有機(jī)硅樹(shù)脂，1947年出現(xiàn)了環(huán)氧樹(shù)脂，但是聚碳酸酯（1957年）、聚酰亞胺（1964年）和聚砜（1965

11、年）的出現(xiàn)才標(biāo)志著工程塑料工業(yè)的建立。第三階段：是20世紀(jì)50年代20世紀(jì)60年代，是高分子化學(xué)快速發(fā)展的時(shí)期。19531954年，Zigler-Natta等發(fā)明了有機(jī)金屬引發(fā)體系，合成了高密度聚乙烯和等規(guī)聚丙烯，開(kāi)拓了高分子合成的新領(lǐng)域。這一時(shí)期，聚烯烴、合成纖維如聚丙烯腈纖維（1950）、滌綸纖維（1953年）、聚丙烯纖維（1957年）相繼投入生產(chǎn)。40年代初出現(xiàn)的高分子復(fù)合材料、工程塑料和特殊高分子，在60年代也得到了快速發(fā)展。這一時(shí)期，離子聚合、配位聚合、溶液聚合發(fā)展極快，高分子全面繁榮。第四階段: 是20世紀(jì)70年代至今，高分子化學(xué)學(xué)科更趨于成熟，進(jìn)入新的時(shí)期。這一時(shí)期，新的聚合方法

12、如活性/可控自由基聚合、基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合、易位聚合等新的聚合技術(shù)出現(xiàn)，新型聚合物如星型結(jié)構(gòu)、樹(shù)枝狀聚合物、超支化聚合物、新型接枝和嵌段共聚物、無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化聚合物不斷涌現(xiàn)?，F(xiàn)在人們更重視新的合成技術(shù)的應(yīng)用和高性能聚合物、功能高分子、特種高分子的研究與開(kāi)發(fā)。高分子化學(xué)的發(fā)展方向1. 對(duì)通用高分子的改進(jìn)和推廣通過(guò)化學(xué)共聚、交聯(lián)、大分子基團(tuán)反應(yīng)、物理共混、填充、增強(qiáng)、增塑和復(fù)合等途徑對(duì)通用高分子進(jìn)行改性。在工業(yè)上，趨向于實(shí)現(xiàn)大型化、連續(xù)化、自動(dòng)化、高速化、高效化及定向化，以達(dá)到節(jié)約原料和能源、降低成本、提高質(zhì)量的目的。關(guān)鍵是改進(jìn)合成的聚合路線，從而可以縮短流程，降低單體的消耗定額，提高單體純度和聚合物的質(zhì)量；發(fā)展新型催化劑也是改進(jìn)聚合工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量的另一關(guān)鍵。2 特種耐熱高分子、功能高分子、仿生高分子的研究與生產(chǎn)開(kāi)發(fā)具有特種耐熱性或高強(qiáng)度等特殊性質(zhì)的高分子材料，如聚酰亞胺、聚砜等特種塑料，聚芳酰胺等特種纖維，氟橡膠、硅橡膠等特種橡膠。開(kāi)發(fā)新型的功能化高分子，如光敏高分子、電活性高分子、反應(yīng)性高分子、高分子膜材料、醫(yī)用高分子等。仿生高分子方面，今后著重于高分子催化劑和模擬酶的研究。3. 強(qiáng)調(diào)綠色效應(yīng)和減少對(duì)石油等化石資源的依賴未來(lái)高分子化學(xué)更注重與其他學(xué)科之間交叉，強(qiáng)調(diào)綠色效應(yīng)，既無(wú)污染性、循環(huán)利用性和再生性。比如，現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛運(yùn)用的以