高分子習(xí)題樣本

一名詞解釋1.平均相對(duì)分子質(zhì)量通常合成聚合物是由許多相對(duì)分子質(zhì)量大小不等同系物分子組成混合物。所以，高分子化合物相對(duì)分子質(zhì)量只是這些同系物相對(duì)分子質(zhì)量統(tǒng)計(jì)平均值。2．平均官能度體系中可能反應(yīng)官能團(tuán)總數(shù)與體系分子數(shù)之比稱平均官能度。3．凝膠化體形縮聚反應(yīng)進(jìn)行到一定程度，系統(tǒng)黏度突然增加，出現(xiàn)具備彈性凝膠壯物質(zhì)現(xiàn)象。4．無規(guī)預(yù)聚物和結(jié)構(gòu)預(yù)聚物聚合物鏈端未反應(yīng)官能團(tuán)種類和分布完全無規(guī)預(yù)聚物叫做無規(guī)預(yù)聚物；分子鏈端未反應(yīng)官能團(tuán)完全相同預(yù)聚物叫做結(jié)構(gòu)預(yù)聚物。5．Zieler-Natta催化劑由Ⅳ-Ⅷ族過渡金屬化合物與Ⅰ-Ⅲ主族金屬烷基化合物組成二元體系許多都具備引發(fā)a-烯天烴進(jìn)行配位聚合活性，這一大類體系叫做Zieler-Natta催化劑（引發(fā)劑體系）1．功效高分子對(duì)物質(zhì)、能量和信息具備傳輸、轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存功效高分子材料。2．遙爪聚合物在極端純凈陰離子聚合反應(yīng)體系中，加入一些試劑如環(huán)氧乙烷、二氧化碳等能夠生成大分子一端或兩端帶活性官能團(tuán)聚合物。3．反應(yīng)程度和轉(zhuǎn)化率已經(jīng)參加反應(yīng)官能團(tuán)與起始官能團(tuán)物質(zhì)量比值即為反應(yīng)程度。已經(jīng)參加了反應(yīng)反應(yīng)物（單體）與起始反應(yīng)物（單體）物質(zhì)量比值即為轉(zhuǎn)化率。4．竟聚率兩種單體均聚速率常數(shù)與共聚常數(shù)之比稱為竟聚率：r1=k11/k12r2=k22/k215．活性聚合在無鏈轉(zhuǎn)移和鏈終止反應(yīng)發(fā)生連鎖聚合反應(yīng)條件下，聚合反應(yīng)完成以后大分子鏈端依然保留著活性，一旦加入單體即可重新開始聚合反應(yīng)反應(yīng)叫活性聚合。一.什么是三大合成材料？寫出三大合成材料各一個(gè)品種名稱、單體聚合反應(yīng)式，并指出它們分別屬于連鎖聚合還是逐步聚合。（10分）合成塑料、合成纖維和合成橡膠稱三大合成材料。（1分）1.合成塑料—聚乙烯（3分）nCH2=CH2→-[CH2-CH2]n-連鎖反應(yīng)2.合成纖維—尼龍-66（3分）nHOOC（CH2）4COOH+nH2N（CH2）6NH2已二酸已二胺HO-[OC（CH2）4CO-HN（CH2）6NH]n-+（2n-1）H2O逐步聚合3.合成橡膠—順丁橡膠（3分）nCH2=CHCH=CH2→-[CH2-CH=CH-CH2]n-5．自動(dòng)加速現(xiàn)象在自由基聚合反應(yīng)中，因?yàn)榫酆象w系黏度增大而使活性鏈自由基之間碰撞機(jī)會(huì)降低，雙基終止難于發(fā)生，造成自由基濃度增加，此時(shí)單體依然能夠與活性鏈發(fā)生連增加反應(yīng)，從而使聚合速率自動(dòng)加緊現(xiàn)象。2．舉例說明低聚物、齊聚物、高聚物、高分子、大分子諸名詞含義，以及它們之間關(guān)系與區(qū)分。(必考）答：○1eq\o\ac(○,1)低聚物又稱齊聚物。高分子與低分子區(qū)分在于前者分子量很高，通常將分子量高于約1萬稱為高分子，分子量低于約1000稱為低分子。分子量介于高分子和低分子之間稱為低聚物(又稱齊聚物)。通常高聚物分子量為104~106，分子量大于這個(gè)范圍又稱為超高分子量聚合物。不過在行業(yè)中，比如PAM，分子量在1500~1800萬以上才稱為超高分子量PAM?！?eq\o\ac(○,2)高聚物、高分子、大分子。英文“高分子”主要有兩個(gè)詞，即polymer和macromolecule。前者又可譯作聚合物或高聚物；譬如聚氯乙烯。后者又可譯作大分子。這兩個(gè)詞即使常混用，但仍有一定區(qū)分，前者通常是指有一定重復(fù)單元合成產(chǎn)物，通常不包含天然高分子，而后者指分子量很大一類化合物，包含天然和合成高分子，也包含無一定重復(fù)單元復(fù)雜大分子。譬如胰島素。----------<1000<-------------------<10000<------------ 低分子過渡區(qū)（低聚物，齊聚物）高分子。3.五大合成材料黏合劑，涂料，纖維，橡膠，塑料4．反應(yīng)程度和轉(zhuǎn)化率已經(jīng)參加反應(yīng)官能團(tuán)與起始官能團(tuán)物質(zhì)量比值即為反應(yīng)程度。已經(jīng)參加了反應(yīng)反應(yīng)物（單體）與起始反應(yīng)物（單體）物質(zhì)量比值即為轉(zhuǎn)化率。5．活性聚合在無鏈轉(zhuǎn)移和鏈終止反應(yīng)發(fā)生連鎖聚合反應(yīng)條件下，聚合反應(yīng)完成以后大分子鏈端依然保留著活性，一旦加入單體即可重新開始聚合反應(yīng)反應(yīng)叫活性聚合。一．掌握以下各詞涵義。高分子化合物高分子化學(xué)物系指那些由眾多原子或原子團(tuán)主要以共價(jià)鍵結(jié)合而成相對(duì)分子質(zhì)量在一萬以上化學(xué)物。高聚物由多個(gè)單體經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)合成高分子化學(xué)物，高聚物具備重復(fù)性。單體形成高分子結(jié)構(gòu)單元低分子化學(xué)物。如CH2=CH2鏈節(jié)高分子像條鏈，組成此鏈單元稱鏈節(jié)。如-CH2-CH2-聚合度高分子中重復(fù)單元數(shù)目。如-（CH2CH2）n-Dn或Dp三大合成材料塑料、橡膠、纖維7．平均官能度體系中可能反應(yīng)官能團(tuán)總數(shù)與體系分子數(shù)之比稱平均官能度。8．平均相對(duì)分子質(zhì)量通常合成聚合物是由許多相對(duì)分子質(zhì)量大小不等同系物分子組成混合物。所以，高分子化合物相對(duì)分子質(zhì)量只是這些同系物相對(duì)分子質(zhì)量統(tǒng)計(jì)平均值。二簡答題1．舉例說明單體、單體單元、結(jié)構(gòu)單元、重復(fù)單元、鏈節(jié)等含義，以及它們之間相互區(qū)分?！?eq\o\ac(○,1)單體：能夠進(jìn)行聚合反應(yīng)，并組成高分子基本結(jié)構(gòu)組成單元小分子。即合成聚合物起始原料。○2eq\o\ac(○,2)單體單元：聚合物中具備與單體相同化學(xué)組成而不一樣電子結(jié)構(gòu)單元。○3eq\o\ac(○,3)結(jié)構(gòu)單元：在大分子鏈中出現(xiàn)以單體結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)原子團(tuán)。即組成大分子鏈基本結(jié)構(gòu)單元。○4eq\o\ac(○,4)重復(fù)結(jié)構(gòu)單元：聚合物中化學(xué)組成相同最小單位。○5eq\o\ac(○,5)鏈節(jié)：即一個(gè)重復(fù)結(jié)構(gòu)單元。A.由一個(gè)結(jié)構(gòu)單元組成高分子聚合聚合高分子結(jié)構(gòu)能夠縮寫成單體結(jié)構(gòu)單元＝單體單元＝重復(fù)單元＝鏈節(jié)n表示重復(fù)單元數(shù)，也稱為鏈節(jié)數(shù),在此等于聚合度。B.由兩種結(jié)構(gòu)單元組成高分子結(jié)構(gòu)單元1重復(fù)單元1單體單元；但,重復(fù)單元＝鏈節(jié)4．舉例說明和區(qū)分：縮聚、聚加成和逐步聚合，加聚、開環(huán)聚合和連鎖聚合。①縮聚反應(yīng)：具備兩個(gè)或兩個(gè)以上官能團(tuán)單體，相互反應(yīng)生成高分子化合物，同時(shí)產(chǎn)生有簡單分子(如H2O、HX、醇等)化學(xué)反應(yīng)。如：甲醛跟過量苯酚在酸性條件下生成酚醛樹脂(線型)②聚加成反應(yīng)：聚加成反應(yīng)屬于逐步聚合(又稱逐步加成聚合)范圍，無小分子析出。比如聚氨酯合成，從反應(yīng)類型來說，它是異氰酸酯中氮-碳雙鍵打開和醇中活潑氫加成，因?yàn)橹虚g經(jīng)過氫原子轉(zhuǎn)移，也叫氫轉(zhuǎn)移聚合反應(yīng)。③逐步聚合(steppolymerization)：指合成雜鏈聚合物聚合反應(yīng)。分為縮聚和逐步加聚（如PU合成）兩類。④加聚反應(yīng)：小分子烯烴或烯烴取代衍生物在加熱和催化劑作用下，經(jīng)過加成反應(yīng)結(jié)合成高分子化合物反應(yīng)，叫做加成聚合反應(yīng)，簡稱加聚反應(yīng)。如：單體能夠是兩種以上不一樣物質(zhì)，如：在工業(yè)上，經(jīng)過加聚反應(yīng)制造合成塑料、合成橡膠等。⑤開環(huán)聚合：環(huán)狀化合物單體經(jīng)過開環(huán)反應(yīng)轉(zhuǎn)變成線型聚合物反應(yīng)。開環(huán)聚合最大特點(diǎn)是聚合前后化學(xué)鍵性質(zhì)不發(fā)生改變，而僅僅是鍵空間位置有了改變。如：⑥連鎖聚合（ChainPolymerization）：活性中心引發(fā)單體，快速連鎖增加聚合。烯類單體加聚反應(yīng)大部分屬于連鎖聚合。連鎖聚合需活性中心，依照活性中心不一樣可分為自由基聚合、陽離子聚合和陰離子聚合。如：聚苯乙烯6.答：單體成環(huán)越穩(wěn)定，則單體越易環(huán)化，而不利于線型縮聚。反之，成環(huán)越不穩(wěn)定，則不易成環(huán)，主要進(jìn)行線型縮聚。影響線型縮聚聚合物分子量原因；反應(yīng)程度、反應(yīng)平衡、單體當(dāng)量比a.m=2時(shí)，β—氨基酸易脫氨。m=3,4時(shí)，易成穩(wěn)定五、六元環(huán)。其余主要進(jìn)行線型縮聚。b.m=2,3，一元酸在一定條件下可脫梭成五、六元酸酐。其余主要進(jìn)行線型縮聚。2．以下單體適合于何種機(jī)理聚合：自由基聚合，陽離子聚合或陰離子聚合？并說明理由。

CH2=CHCI,CH2=CCl2,CH2=CHCN,CH2=C(CN)2,CH2=CHCH3,CH2=C(CH3)2,

CH2=CHC6H5,CF2=CF2,CH2=C(CN)COOR,CH2=C(CH3)-CH=CH2。答：(1)CH2=CH-Cl，氯原子誘導(dǎo)效應(yīng)和共扼效應(yīng)作用相反，且均較弱，所以離子聚合困難，只能自由基聚合。(2)CH2=C(Cl)2，結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，同時(shí)比氯乙烯多一個(gè)氯原子，誘導(dǎo)作用加強(qiáng)，可進(jìn)行陰離子和自由基聚合。(3)CH2=CH-CN，氰基為吸電子基團(tuán)，可降低雙鍵電子云密度，可進(jìn)行陰離子和自由基聚合，在一定條件下還可進(jìn)行陪位聚合。(4)CH2=CH(CN)2，兩個(gè)氰基誘導(dǎo)吸電子作用過強(qiáng)，只能進(jìn)行陰離子聚合。(5)CH2=CHCH3，甲基可產(chǎn)生供電超共扼效應(yīng)，但強(qiáng)度不大，同時(shí)聚合產(chǎn)生烯丙基自由基穩(wěn)定，不會(huì)增加為大分子，故不發(fā)生自由基和離子聚合，只在特殊絡(luò)合引發(fā)劑作用下進(jìn)行配位聚合。(6)CH2=C(CH3)2，兩個(gè)甲基能產(chǎn)生較強(qiáng)給電子效應(yīng)，可進(jìn)行陽離子聚合。在一定條件下可發(fā)生配位聚合。(7)CH2=CH-C6H5，共軛體系，π電子流動(dòng)性大，易極化，可發(fā)生自由基、陰離子、陽離子聚合。(8)CF2=CF2，四個(gè)氟原子均產(chǎn)生吸電子誘導(dǎo)作用，但結(jié)構(gòu)對(duì)稱，機(jī)化度小，同時(shí)氟原子體積小，可發(fā)生自由基聚合。(9）兩個(gè)吸電子基產(chǎn)生很強(qiáng)吸電子誘導(dǎo)作用，只可進(jìn)行陰離子聚合。(10)CH2=C(CH3)CH=CH2，共扼體系，π電子流動(dòng)性大，發(fā)生自由基、陰離子、陽離子聚合。1.無規(guī)、交替、嵌段、接枝共聚物結(jié)構(gòu)有何差異？舉例說明這些共聚物名稱中單體前后位置要求，對(duì)以下共聚反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行命名：答：無規(guī)共聚物：參加共聚單體沿分子鏈無序排列。交替共聚物：參加共聚單體沿分子鏈嚴(yán)格相間排列。嵌段共聚物：由較長某一單體鏈段與較長另一單體鏈段間隔排列。接枝共聚物：主鏈由一個(gè)單體組成，支鏈由另一個(gè)單體組成。

①丁二烯苯乙烯無規(guī)共聚物丁二烯（前）為主單體，苯乙烯（后）為第二單體②馬來酸酐乙酸2-氯烯丙基酯交替共聚物③苯乙烯異戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物前后代表單體聚合次序

④丁二烯苯乙烯接枝共聚物前為主鏈，后為支鏈2..本體法制備有機(jī)玻璃板和通用級(jí)聚苯乙烯，說明過程特征，說明怎樣處理傳熱問題、確保產(chǎn)品質(zhì)量。答：制備通用級(jí)聚苯乙烯過程關(guān)鍵點(diǎn)：預(yù)聚。于80～85℃頂聚至33％～35％轉(zhuǎn)化率。聚合。送入特殊聚合反應(yīng)器內(nèi)在100～220℃溫度遞增條件下聚合，最終熔體擠出造粒。制備有機(jī)玻璃板過程關(guān)鍵點(diǎn)：預(yù)聚合。在一定條件下預(yù)聚至約10％轉(zhuǎn)化率粘稠漿液（粘度約1pa.s）.聚合。將粘稠液預(yù)聚物灌入屋脊平板模，在一定條件下使達(dá)90％轉(zhuǎn)化率。高溫后處理。深入升溫至PMMA玻璃化溫度以上（100－1200C）使殘余單體充分聚合。怎樣排散聚合熱，維持聚合溫度恒定是實(shí)施本體聚合時(shí)必須考慮和處理主要問題。苯乙烯和有機(jī)玻璃本體聚合生產(chǎn)分段進(jìn)行，是為了先在較低溫度下使苯乙烯以較低聚合速率轉(zhuǎn)化，有利于聚合熱排散；同時(shí)因?yàn)檗D(zhuǎn)化率不高，聚合體系粘度低，也有利于排散自動(dòng)加速效應(yīng)帶來集中放熱，以防止由局部過熱造成產(chǎn)物分子量分布較寬以及由溫度失控而引發(fā)爆聚。在聚合塔中逐步升溫聚合是為了逐步提升單體轉(zhuǎn)化率，盡可能使單體完全轉(zhuǎn)化，降低殘余單體。進(jìn)而確保產(chǎn)品質(zhì)量。答：5．甲醇鉀為引發(fā)劑聚合得到聚環(huán)氧乙烷分子量高達(dá)3～4萬，但在一樣條件下，聚環(huán)氧丙烷分子量卻只有3000～4000，為何？說明二者聚合機(jī)理有何不一樣。答：環(huán)氧丙烷陰離子開環(huán)聚合機(jī)理與環(huán)氧乙烷有些差異，反應(yīng)在開環(huán)方式和鏈轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移上。環(huán)氧丙烷結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，可能有兩種開環(huán)方式，其中β-C(CH2)原子空間位阻較少，易受親核進(jìn)攻，成為主攻點(diǎn)。但兩種開環(huán)方式最終產(chǎn)物頭尾結(jié)構(gòu)卻是相同。環(huán)氧乙烷陰離子開環(huán)聚合產(chǎn)物分子量可達(dá)(3～4)×104，而環(huán)氧丙烷開環(huán)聚分子量僅3000～4000，原因是環(huán)氧丙烷分子中甲基上氫原子輕易被奪取而轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移后形成單體活性種很快轉(zhuǎn)變成烯丙醇鈉離子對(duì)，可繼續(xù)引發(fā)聚合，但使分子量降低。3．幾率效應(yīng)和鄰近基團(tuán)效應(yīng)對(duì)聚合物反應(yīng)有什么影響？各舉一例說明。答：幾率效應(yīng)是指在一些由相鄰基團(tuán)參加不可逆反應(yīng)中，因?yàn)榉磻?yīng)幾率原因，使得中間一些基團(tuán)不能參加反應(yīng)，造成各功效基反應(yīng)性不一樣。譬如，聚合物分子內(nèi)鄰近功效基，在進(jìn)行無規(guī)、不可逆反應(yīng)時(shí)，轉(zhuǎn)化率往往有一個(gè)上限，最大不超出86.5%，有些單個(gè)功效基往往不能參加反應(yīng)。比如聚氯乙烯與鋅粉反應(yīng)，環(huán)化率只有86.5%:鄰近基團(tuán)效應(yīng)是指相鄰官能團(tuán)參加反應(yīng)，使得功效基反應(yīng)活性增強(qiáng)或降低。譬如，有些聚合物反應(yīng)中，相鄰基團(tuán)會(huì)對(duì)功效基反應(yīng)性產(chǎn)生影響，使其反應(yīng)能力增加或降低。比如聚（甲基丙烯酸對(duì)-硝基苯基酯-co-丙烯酸）共聚物水解反應(yīng)，在中性介質(zhì)中，高水解速率是由鄰位羧基參加引發(fā)。羧基在形成負(fù)離子后，進(jìn)攻鄰近酯基，形成酸酐，從而加速水解：三英文名稱縮寫和其代表1．聚丙烯CH3CH3nCH2=CH-[CH2-CH]n-加聚、連鎖丙烯2．丁基橡膠CH3CH3nCH2=C+nCH2=CH-CH=CH2 -[CH2-C-CH2-CH=CH-CH2]n-CH3CH3異丁烯丁二烯加聚、連鎖3．尼龍-6A．nHOOC（CH2）5NH2 HO-[OC（CH2）5NH]n-+（n-1）H2O氨基已酸縮聚、逐步聚合B．nOC（CH2）5NH--[OC（CH2）5NH]n-（也可命名為聚已內(nèi)酰胺）已內(nèi)酰胺連鎖、開環(huán)聚合4．尼龍-6.6nHOOC（CH2）4COOH+nH2N（CH2）6NH2已二酸已二胺HO-[OC（CH2）4CO-HN（CH2）6NH]n-+（2n-1）H2O縮聚、逐步聚合2．ABS樹脂單體：丙烯腈丁二烯苯乙烯（必考）nCH2=CH+nCH2=CH-CH=CH2+nCH2=CHCN-[CH2-CH-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH]n-CN加聚連鎖3．尼龍-610單體：癸二胺酸已二胺nHOOC(CH2)8COOH+nH2N(CH2)6NH2HO-[OC（CH2）8CO-HN（CH2）6NH]n-+