有關(guān)高分子化學(xué)考試復(fù)習(xí)題

有關(guān)高分子化學(xué)考試復(fù)習(xí)題有關(guān)高分子化學(xué)考試復(fù)習(xí)題有關(guān)高分子化學(xué)考試復(fù)習(xí)題有關(guān)高分子化學(xué)考試復(fù)習(xí)題編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址：電話：傳真:郵編:高分子化學(xué)復(fù)習(xí)題一、問答題1、與低分子化合物比較，高分子化合物有什么特征？答：高分子化合物分子量很大，分子往往有許多相同的、簡單的結(jié)構(gòu)通過共價鍵重復(fù)鏈接而成。即使是“純”高分子化合物，它也是化學(xué)組成相同而分子量不同、結(jié)構(gòu)不同的同系聚合物的混合物。它具有分子量和結(jié)構(gòu)的多分散性。高分子化合物的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，需用一次、二次和三次結(jié)構(gòu)來描述它。一次結(jié)構(gòu)是指一個大分子鏈中所包含的結(jié)構(gòu)單元和相鄰結(jié)構(gòu)單元的立體排序。二次結(jié)構(gòu)是指單個大分子鏈的構(gòu)象或聚集態(tài)類型。三次結(jié)構(gòu)是指形成復(fù)雜的高分子聚集體中大分子的排列情況。2、聚合物分子量有幾種表示方法，寫出其數(shù)學(xué)表達(dá)式。答：eq\o\ac(○,1)重均分子量：eq\o\ac(○,2)數(shù)均分子量eq\o\ac(○,3)粘均分子量eq\o\ac(○,4)Z均分子量(具體數(shù)學(xué)表達(dá)式請同學(xué)們看書上的第9頁)3、簡述逐步聚合的主要特點(diǎn)。答：無所謂鏈引發(fā)、增長、終止，各步速率和活化能基本相同；單聚體低聚物、縮聚物任何物種之間均能縮聚，使鏈增長，無所謂活性中心；聚合初期，單體全部所聚成低聚物，再由低聚物縮聚成高聚物，轉(zhuǎn)化率變化小，反應(yīng)程度逐步增加；延長聚合時間，提高分子量；由于平衡的限制、兩基團(tuán)數(shù)不相等、溫度過低而使縮聚暫停，這些因素一旦消除，縮聚又可繼續(xù)進(jìn)行。4、簡述線形縮聚的逐步機(jī)理，以及轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)程度的關(guān)系。答：逐步特征反映在：縮聚過程時期單體聚合成二、三、四聚體等低聚物，低聚物之間可以進(jìn)一步相互反應(yīng)，在短時間內(nèi)，單體轉(zhuǎn)化率很高，基團(tuán)的反應(yīng)程度卻很低，聚合度緩慢增加，直至反應(yīng)程度很高時，聚合度才增加到希望值。在縮聚過程中，體系由分子量遞增的系列中間產(chǎn)物組成。反應(yīng)程度是參與反應(yīng)的基團(tuán)數(shù)占起始基團(tuán)數(shù)的分?jǐn)?shù)，是針對于官能團(tuán)而言的，轉(zhuǎn)化率是是反應(yīng)的單體占起始單體的分?jǐn)?shù)，針對單體來說的，轉(zhuǎn)化率為100%時，反應(yīng)程度可以是50%。5、影響線性縮聚物聚合度的因素有哪些兩單體非等化學(xué)計量，如何控制聚合度答：反應(yīng)程度，平衡常數(shù)，基團(tuán)數(shù)比。倆單體非等化學(xué)計量其實(shí)就是基團(tuán)數(shù)比的問題。對于2-2體系，可以在等基團(tuán)比的基礎(chǔ)上使某種單體略為過量控制聚合度，也可以添加單官能團(tuán)物質(zhì)封端。6、體型縮聚有哪些基本條件聚合物有何特點(diǎn)平均官能度如何計算答：平均官能度大于2，就是有凝膠點(diǎn)就可以得到休型縮聚。特點(diǎn)：三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不熔融，不溶解?？磿?4-35頁7、丙烯、甲基丙烯酸甲酯皆含有烯丙基氫，為什么前者的自由基聚合只能得到低分子量化合物，而后者則可以通過自由基聚合得到高分子量聚合物？

答：丙烯自由基聚合時易發(fā)生向烯丙基氫的衰減鏈轉(zhuǎn)移，因此自由基聚合只能得到低聚物，甲基丙烯酸甲酯也有烯丙基的C-H鍵，卻不發(fā)生衰減鏈轉(zhuǎn)移是因為酯基對自由基有穩(wěn)定作用，使得鏈轉(zhuǎn)移活性降低。8、低密度聚乙烯中往往含有支鏈丁基和乙基。試用反應(yīng)式說明這些支鏈?zhǔn)侨绾萎a(chǎn)生的為什么高壓聚乙烯的密度較低壓聚乙烯的密度小答：自由基向大分子鏈轉(zhuǎn)移的結(jié)果，反應(yīng)式書上97頁；由于支鏈的存在，破壞了鏈的規(guī)整性，因此結(jié)晶度低，密度也降低。9、在自由基聚合反應(yīng)動力學(xué)研究中作了哪些基本假定，解決了什么問題？

答：有四個基本假定：①假定鏈轉(zhuǎn)移無影響，使鏈轉(zhuǎn)移只會降低聚合度，并不影響速率；②等活性假定，解決鏈自由基的活性隨著鏈長變化而變化的問題，使各步增長反應(yīng)的速率常數(shù)相等。③穩(wěn)態(tài)假定，可以消去[M·]；④假定高分子聚合度很大，可以忽略Ri使得聚合總速率就等于鏈增長速率。10、自動加速現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是什么促使其產(chǎn)生和抑制的方法有哪些答：自動加速現(xiàn)象主要是體系粘度增加所引起的，雙基終止受擴(kuò)散控制，體系粘度隨轉(zhuǎn)化率提高后，鏈終止過程中的鏈段重排受阻，活性端基被包埋，雙基終止困難，鏈終止速率常數(shù)下降，但體系粘度還不足以妨礙單體擴(kuò)散，鏈增長速率常數(shù)變動還不大，從而使kp/kt1/2增加了近7-8倍，導(dǎo)致加速顯著。不良溶劑會加重自動加速現(xiàn)象沉淀聚合、乳液聚合、氣相聚合、交聯(lián)聚合、固相聚合等對鏈自由基都有包埋作用，會產(chǎn)生自動加速現(xiàn)象。11、氯乙烯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和醋酸乙烯酯聚合時，都存在自動加速現(xiàn)象，四者有何差別？

12、說明逐步聚合反應(yīng)與自由基聚合反應(yīng)的主要特征及兩者的差異。8說明逐步聚合反應(yīng)與自由基聚合反應(yīng)的主要特征及兩者的差異。答：見書上75頁表格。13、動力學(xué)鏈長的定義是什么與平均聚合度有何關(guān)系鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)對動力學(xué)鏈長和聚合度有何影響試舉例說明利用鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)來控制聚合度的工業(yè)應(yīng)用。答：在聚合動力學(xué)研究中，將一個活性種從引發(fā)劑開始到鏈終止所消耗的單體分子數(shù)定義為動力學(xué)鏈長v.聚合物平均聚合度Xn和動力學(xué)鏈長的關(guān)系與終止方式有關(guān)：偶和終止，Xn=2v;歧化終止Xn=v;兩者都有，v<Xn<2v.鏈轉(zhuǎn)移對動力學(xué)鏈長并沒有影響，但是會降低聚合物的聚合度。14、苯乙烯M1和醋酸乙烯酯M2兩單體不易共聚，試從多方面說明原因。已知：r1=55，r2=0.02，Q1=1.0，Q2=0.026，e1=-0.8，e2=-0.22。答：1從競聚率看，r1=55,r2=0.02單體M1的消耗速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單體M2，聚合前期是含有微量單體2醋酸乙烯酯的聚苯乙烯，等聚苯乙烯耗盡，后期產(chǎn)物才是純的醋酸乙烯酯均聚物，因此得到的幾乎是兩種均聚物。15、何為競聚率其物理意義是什么它有何意義和用途競聚率是自增長速率與交叉增長速率常數(shù)的比值。表征了兩種單體的相對活性。它是共聚物組成方程中的重要參數(shù)，可用來判斷共聚行為，也可從單體組成來計算共聚物組成。16、為什么要對共聚物的組成進(jìn)行控制在工業(yè)上有哪幾種控制方法

答：聚合物的性質(zhì)由聚合物的結(jié)構(gòu)決定，而聚合物的結(jié)構(gòu)由聚合物的組成決定，所以要想得到我們需求的性質(zhì)的聚合，就必須對聚合物的組成進(jìn)行控制。eq\o\ac(○,1)控制轉(zhuǎn)化率；eq\o\ac(○,2)補(bǔ)加活潑單體法；eq\o\ac(○,3)恒比點(diǎn)一次投料法。具體看書上126頁。17、怎樣比較單體的相對活性怎樣比較自由基的相對活性可否由由1/r來比較自由基的活性，為什么答：單體的相對活性可以用競聚率的倒數(shù)來衡量，1∕r2表征單體1的相對活性，1∕r1表征單體2的相對活性，而自由基活性可用自由基活性判據(jù)：1∕r1=k12∕k11,1∕r2=k21∕k22,可見競聚率的倒數(shù)代表的是同一種自由基與不同單體反應(yīng)的活性之比，代表的是不同單體的相對活性。18、無規(guī)、交替、嵌段和接枝共聚物的結(jié)構(gòu)有何差異？并各舉一個共聚物例子。答：無規(guī)共聚物：參與共聚的單體沿分子鏈無序排列。交替共聚物：參與共聚的單體沿分子鏈嚴(yán)格相間排列。嵌段共聚物：由較長的某一單體的鏈段與較長的另一種單體的鏈段間隔排列。接枝共聚物：主鏈由一種單體組成，支鏈由另一種單體組成。19、比較本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合和乳液聚合的配方、聚合場所、聚合機(jī)理、生產(chǎn)特點(diǎn)及產(chǎn)物特征。答：見書上146頁表5-2.20、懸浮聚合和乳液聚合有哪些區(qū)別？試從單體、引發(fā)劑、分散介質(zhì)、分散劑、聚合場所和聚合產(chǎn)物幾方面加以比較。

答：懸浮聚合體系主要由單體、引發(fā)劑、懸浮劑和分散介質(zhì)組成。eq\o\ac(○,1)單體為水溶性單體，要求在水中有盡可能小的溶解性引發(fā)劑為油溶性引發(fā)劑，選擇原則與本體聚合相同。eq\o\ac(○,2)分散介質(zhì)為水，為避免副反應(yīng)，一般用無離子水；eq\o\ac(○,3)懸浮劑，主要有水溶性有機(jī)高分子以及非水溶液性無機(jī)粉末兩類；eq\o\ac(○,4)聚合場所在液滴內(nèi)；eq\o\ac(○,5)懸浮聚合物一般0.5-2mm。乳液聚合體系主要由單體、引發(fā)劑、乳化劑和分散介質(zhì)組成。eq\o\ac(○,1)單體為油溶性單體，一般不溶于水或微溶于水；eq\o\ac(○,2)引發(fā)劑為水溶性引發(fā)劑，對于氧化-還原引發(fā)體系，允許引發(fā)體系中某一組分為水溶性；eq\o\ac(○,3)分散介質(zhì)為無離子水，以避免水中各種雜質(zhì)干擾引發(fā)劑和乳化劑的正常使用；eq\o\ac(○,4)乳化劑是決定乳液聚合成敗的關(guān)鍵組分。乳化劑分子是由非極性的烴基和極性基團(tuán)兩部分組成。根據(jù)極性基團(tuán)的性質(zhì)可將乳化劑分為陰離子型、陽離子型、兩性型和非離子型幾類；eq\o\ac(○,5)聚合場所在增溶膠束內(nèi)eq\o\ac(○,6)乳液聚合物膠粒粒徑一般在0.1-0.2um21、乳化劑的結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)乳化劑的HLB值有何含義，不同的HLB值對其用途有何影響答：由于乳化劑分子由極性基團(tuán)和非極性基團(tuán)組成，因而可以使互不相溶的單體-水轉(zhuǎn)變?yōu)橄喈?dāng)穩(wěn)定難以分層的乳液，這一過程稱為乳化。它又具有降低水的表面張力的作用，因此又是一種表面活性劑。親水親油平衡值叫HLB，HLB是經(jīng)驗值，HLB值越大，表明親水性越大。22、簡述乳液聚合中單體、乳化劑和引發(fā)劑的所在場所；引發(fā)、增長和終止的場所和特征；增溶膠束、乳膠粒、單體液滴和速率的變化規(guī)律。答：eq\o\ac(○,1)單體、引發(fā)劑和乳化劑場所乳化劑單體引發(fā)劑少量在水中大部分在水中大部分形成膠束小部分增溶膠束內(nèi)部分吸附于單體液滴大部分在單體液滴內(nèi)eq\o\ac(○,2)引發(fā)、增長和終止的場所：乳液聚合的引發(fā)劑為水溶性引發(fā)劑，因此引發(fā)劑分解產(chǎn)生初級自由基在水相完成的。但水相不是聚合的主要場所，單體液滴也不是聚合場所，聚合物所在增溶膠束內(nèi)。自由基由水相進(jìn)入增溶膠束引發(fā)增長，形成聚合乳膠粒，等下一個自由基進(jìn)入乳膠粒終止聚合反應(yīng)，因此鏈增長和鏈終止的場所在由增溶膠束形成的聚合物乳膠粒中。單體在水相有較大的溶解度，在水相沉淀出來的短鏈自由基，從水相和單體液滴上吸附乳化劑而穩(wěn)定，繼而又有單體擴(kuò)散進(jìn)入形成聚合乳膠粒的過程，這種叫做水相成核。單體在水相有較大的溶解度，在水相沉淀出來的短鏈自由基，從水相和單體液滴上吸附乳化劑而穩(wěn)定，繼而又有單體擴(kuò)散進(jìn)入形成聚合物乳膠粒的過程叫做液滴成核。液滴成核時鏈增長和鏈終止的場所在單體液滴形成的聚合物乳膠粒中。eq\o\ac(○,3)變化規(guī)律項目1階段2階段3階段增溶膠束直到消失--乳膠粒不斷增加恒定恒定單體液滴數(shù)目不變，體積縮小直到消失-Rp不斷增加恒定恒定（老師只講到這個位置，后面的簡答題應(yīng)該不會考，同學(xué)們可以自己思考一下）23、活性聚合的特征是什么？

24、在離子聚合反應(yīng)過程中，活性中心離子和反離子之間的結(jié)合有幾種形式其存在形式受哪些因素的影響不同存在形式和單體的反應(yīng)能力如何25、水在自由基聚合、陰離子聚合、陽離子聚合中有何作用？

26、簡述常用自由基聚合引發(fā)劑、陰離子聚合引發(fā)劑、陽離子聚合引發(fā)劑的分類。27、自由基聚合、陰離子聚合、陽離子聚合、線型縮聚中影響聚合度的主要因素是什么？

28、為什么陽離子聚合反應(yīng)一般需要在很低的溫度下才能得到高分子量的聚合物？

29、試從單體、引發(fā)劑、聚合方法及反應(yīng)特點(diǎn)等方面對自由基、陽離子和陰離子聚合反應(yīng)進(jìn)行比較。30、試討論丙烯進(jìn)行自由基聚合、離子聚合、配位聚合時能否形成高分子量聚合物并分析其原因。如何測定聚丙烯的立體規(guī)整性根據(jù)學(xué)長的復(fù)習(xí)講義補(bǔ)充的名詞解釋：1聚合度：聚合物大分子鏈上所含結(jié)構(gòu)單元數(shù)目的平均值。2平均聚合度：至反應(yīng)體系中平均每一分子上帶有的能參加反應(yīng)的官能團(tuán)的數(shù)目。3凝膠點(diǎn)：體型縮聚反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時，體系粘度將急劇增大，迅速轉(zhuǎn)變成不溶、不熔、具有交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的彈性凝膠的過程，即出現(xiàn)凝膠化的現(xiàn)象，此時的反應(yīng)程度叫做凝膠點(diǎn)。（出現(xiàn)凝膠化現(xiàn)象的反應(yīng)程度）4偶合終止：兩鏈自由基的獨(dú)電子相互結(jié)合成共價鍵的終止反應(yīng)。5歧化終止：某鏈自由基