高分子化學(xué)考試模擬試卷及參考答案

高分子化學(xué)導(dǎo)論考試模擬試題寫出合成下列高聚物一般常用的單體及由單體生成聚合物的反應(yīng)式，指出反應(yīng)所屬類型（自由基型、陽離子型、陰離子型、共聚等反應(yīng)中任何一種即可，對于需要多步反應(yīng)的，可分步注明反應(yīng)類型），并簡要描述該高聚物最突出的性能特點(diǎn)。 1．丁腈橡膠；解：單體為：和自由基聚合反應(yīng)耐油性極好，耐磨性較高，耐熱性較好，粘接力強(qiáng)。2.氯磺化聚乙烯；解：反應(yīng)式：優(yōu)異的耐臭氧性、耐大氣老化性、耐化學(xué)腐蝕性等，姣好的物理機(jī)械性能、耐老化性能、耐熱及耐低溫性、耐油性、耐燃性、耐磨性、及耐電絕緣性。3.聚環(huán)氧乙烷；解：陰離子開環(huán)聚合（醇鈉催化）或者陽離子開環(huán)聚合（Lewis酸或者超強(qiáng)酸催化）良好的水溶性和生物相容性。4．SBS三嵌段共聚物；解：陰離子聚合雙陰離子引發(fā)：具有優(yōu)良的拉伸強(qiáng)度，表面摩擦系數(shù)大，低溫性能好，電性能優(yōu)良，加工性能好等特性，成為目前消費(fèi)量最大的熱塑性彈性體。5.環(huán)氧樹脂(雙酚A型)；解：縮聚反應(yīng)，單體和反應(yīng)式：7.離子型聚合中鏈的終止方式一般是：（a）a.單基終止；b.雙基終止；c.歧化終止。8.下列高分子材料中最適合用于制作一次性茶杯的是：（a）a.聚丙烯；b.PET；c.聚氯乙烯。三、簡答題1.以苯乙烯為單體，分別采用(1)過氧化苯甲酰和(2)TiCl3與烷基鋁做引發(fā)劑制備聚苯乙烯，試問上述哪種方法制備的聚苯乙烯的彈性模量、抗張強(qiáng)度、耐熱性較高？為什么？答：后者高。因?yàn)榍罢咦杂苫酆系脽o規(guī)立構(gòu)聚合物，后者配位聚合得有規(guī)立構(gòu)聚合物。有規(guī)立構(gòu)的容易結(jié)晶。2.用簡單語言或運(yùn)算說明當(dāng)r1<1，r2=0時共聚物組成中M1<M2是否可能？答：r1，r2為兩種鏈增長反應(yīng)的速率常數(shù)之比，表征出單體的相對活性，其中r1=k11/k12，r2=k22/k21，已知r1<1,r2=0,即k11<k12，k22＝0，這說明單體M2不能自聚，只能共聚，且M2與～Mi·的結(jié)合速率大于M1與～Mi·的結(jié)合速率。因此，不管M2的濃度多大，共聚物組成中M2總是小于M1，可見共聚物中M1<M2不可能。或者：即：，所以，不可能。3.利用熱降解回收有機(jī)玻璃邊角料時，若該邊角料中混有PVC雜質(zhì)，則使MMA的產(chǎn)率降低，質(zhì)量變差，試用化學(xué)反應(yīng)式說明其原因。；

答：有機(jī)玻璃熱解聚時：,當(dāng)其中混有PVC時，這樣HCl和加成生成，即：降低了甲基丙烯酸甲酯的產(chǎn)率，且混有雜質(zhì)，質(zhì)量變差。4、氯乙烯的聚合能通過陰離子聚合實(shí)現(xiàn)嗎？陽離子聚合呢？自由基聚合呢？為什么？合成聚氯乙烯時，一般控制轉(zhuǎn)化率低于80%，為什么？答：不能陰離子聚合，不能陽離子聚合，只能自由基聚合。因?yàn)辂u原子的誘導(dǎo)效應(yīng)是吸電子的，而共軛效應(yīng)卻有供電性，但兩者均較弱，因此只能自由基聚合。當(dāng)轉(zhuǎn)化率太高時，像大分子的鏈轉(zhuǎn)移嚴(yán)重，所以要控制轉(zhuǎn)化率低于80％。5.在用凝膠滲透色譜法測定聚合物的分子量和分子量分布時，常用四氫呋喃作為淋洗劑。所用的四氫呋喃需要嚴(yán)格除水。一般是用普通干燥劑干燥后與金屬鈉回流?；亓鲾?shù)小時后向燒瓶中加入少許二苯甲酮，觀察體系是否變色以確定四氫呋喃是否可以蒸出備用。請解釋這種做法的依據(jù)。解：若水存在，陰離子則不能存在，則不顯色；若變色，說明陰離子穩(wěn)定存在，已無水。6.無機(jī)材料和有機(jī)高分子材料各有所長，也各有局限性。如無機(jī)材料堅(jiān)硬、耐溶劑性好，但韌性差、加工困難；有機(jī)高分子材料加工性好，但不耐熱、硬度差等。理想的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合粒子則兼有無機(jī)材料和有機(jī)高分子材料的優(yōu)點(diǎn)，如在保持有機(jī)高分子優(yōu)良的成膜性、透明性和柔軟性的基礎(chǔ)上，又具有無機(jī)材料的不燃性、耐擦傷性、耐溶劑性、高硬度、光電功能等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。然而如何確保無機(jī)粒子在聚合物基體中均勻分散和界面相容一直是一個難題。請運(yùn)用你所掌握的化學(xué)知識，對有機(jī)-無機(jī)復(fù)合粒子的制備機(jī)理、途徑或方法提出設(shè)計(jì)。答：在無機(jī)粒子表面通過共價鍵或離子鍵接枝聚合物。主要用兩種方法：“graftto”，“graftfrom”。六、計(jì)算題1.己二酸和己二胺縮聚平衡常數(shù)K=432（235℃時），設(shè)兩種單體的摩爾比為1:1，要制備數(shù)均聚合度為300的尼龍-66，試計(jì)算體系殘留的水分應(yīng)控制在多少？設(shè)官能團(tuán)起始濃度為4mol·L-1。并解釋為什么工業(yè)上制備聚酰胺時盡可能采用本體熔融聚合工藝。答：為使官能團(tuán)起始濃度[M]0達(dá)到最大值，以降低所需除水程度（提高殘留水份濃度），降低能耗，所以盡可能采用本體熔融聚合。2.甲基丙烯酸甲酯以過氧化二苯甲酰為引發(fā)劑，以乙酸乙酯為溶劑于60℃進(jìn)行聚合反應(yīng)。已知：反應(yīng)器中聚合物總體積為1升，比重為0.878克/毫升，單體重量為300克，引發(fā)劑用量為單體用量的0.6%（重量百分?jǐn)?shù)），Kd=2.0Х10-6s-1,Kp=367升/摩爾秒，Kt=0.