高分子化學(xué)模擬試卷(五)答案

1、高分子化學(xué)模擬試卷（五）答案 一、基本概念題（共15分,每題3分） 連鎖聚合：連鎖聚合是指聚合反應(yīng)一旦開始，反應(yīng)便可以自動(dòng)地一連串的進(jìn)行 下去，生成一個(gè)大分子的時(shí)間是極其短暫的，是瞬間完成的，只需要0。01s到幾秒的時(shí) 間。因此聚合物的相對分子質(zhì)量與時(shí)間的關(guān)系不大。但是，單體的轉(zhuǎn)化率是隨時(shí)間的 延長而提高的。這類聚合反應(yīng)稱為連鎖聚合。 正常聚合速率：在低轉(zhuǎn)化率（5%10%）條件下，聚合速率遵循速率方程所 表現(xiàn)的速率為正常聚合速率，隨聚合時(shí)間的延長單體濃度和引發(fā)劑濃度降低，聚合速 率降低。 向大分子轉(zhuǎn)移：鏈自由基向大分子奪取一個(gè)基團(tuán)，結(jié)果，鏈自由基終止為一個(gè) 大分子，而原來的大分子變?yōu)橐粋€(gè)鏈自由

2、基，這就是鏈自由基向大分子的轉(zhuǎn)移反應(yīng)。 共聚物組成：在共聚過程中，先后生成的共聚物組成不一致，共聚物組成一般 隨轉(zhuǎn)化率而變，存在著組成分布和平均組成的問題。共聚物組成，包括瞬時(shí)組成、平 均組成、序列排布。共聚物大分子鏈中單體單元的比例即為共聚物組成。 聚合物的老化：聚合物在使用或貯存過程中,由于環(huán)境的影響,性能變壞,強(qiáng)度和 彈性降低,顏色變暗、發(fā)脆或者發(fā)粘等現(xiàn)象叫聚合物的老化。 二、（共10分，每錯(cuò)一處扣1分）選擇正確答案填入( )中。 1.（本題1分）某工廠用PVC為原料制搪塑制品時(shí)，從經(jīng)濟(jì)效果和環(huán)境考 慮，他們決定用（ ）聚合方法。 本體聚合法生產(chǎn)的PVC 懸浮聚合法生產(chǎn)的PVC 乳液聚合

3、法生產(chǎn)的PVC 溶液聚合法生產(chǎn)的PVC （本題1分）為了提高棉織物的防蛀和防腐能力，可以采用烯類單體與棉纖 維輻射技術(shù)或化學(xué)引發(fā)接枝的方法，最有效的單體是（ ） CH2=CH-COOH CH2=CH-COOCH3 CH2=CH-CN CH2=CH-OCOCH3 （本題1分）在乙酸乙烯酯的自由基聚合反應(yīng)中加入少量苯乙烯，會(huì)發(fā)生（ 聚合反應(yīng)加速； 聚合反應(yīng)停止； 相對分子量降低； 相對分子量增加。 (4分)丙烯酸單體在85下采用K2S2O8為引發(fā)劑，在水溶液中引發(fā)聚合，可 的產(chǎn)品。若要制得的產(chǎn)品，在聚合配方和工藝上可采?。?）手 加入水溶液性相對分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑； 增加水的用量，降低單體濃度； 增加

4、引發(fā)劑的用量 提高聚合溫度。 （1分）為了改進(jìn)聚乙烯（PE）的粘接性能，需加入第二單體（ CH2=CH-COOH CH2=CH-COOCH3 CH2=CH-CN CH2=CH-OCOCH3 （1分）聚合物聚合度不變的化學(xué)反應(yīng)是（ ） 聚醋酸乙烯醇解 聚氨基甲酸酯預(yù)聚體擴(kuò)鏈 環(huán)氧樹脂固化 聚甲基丙烯酸甲酯解聚 （1分）聚合物聚合度變小的化學(xué)反應(yīng)是（ ） 聚醋酸乙烯醇解 纖維素硝化 環(huán)氧樹脂固化 聚甲基丙烯酸甲酯解散聚 三、計(jì)算題（共40 分，根據(jù)題目要求，計(jì)算下列各題） （10分）尼龍-1010是根據(jù)“1010鹽”中過量的癸二酸控制相對分子質(zhì)量，如果要 -1010的相對分子質(zhì)量，試計(jì)算“1010

5、鹽”的酸值（）？并寫出有關(guān)的聚合反應(yīng)方程 解：（4分）有關(guān)的聚合反應(yīng)方程式： （2分） （12分）用過氧化二苯甲酰BPO作引發(fā)劑，苯乙烯聚合時(shí)各基元反應(yīng)的活化能分 。試比較溫度從50增至60時(shí)， 總反應(yīng)速率變化的情況？ 相對分子質(zhì)量變 （2分） （2分） 解： （共6分，每錯(cuò)一處扣1 分）總反應(yīng)速率變化的情況 （共6分，每錯(cuò)一處扣1 分）相對分子質(zhì)量變化情況 (11分,每錯(cuò)一處扣1 分)示意畫出下列各對競聚率的共聚物組成曲線，并說明其特 x1=0.5時(shí),低轉(zhuǎn)化率階段x2的值? 情況1 四、問答題（共4小題，共25分） (6分)氯乙烯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯聚合時(shí)，都存在自動(dòng)加速現(xiàn)象，三者有 何

6、差別？氯乙烯懸浮聚合時(shí)，選用半衰期適當(dāng)（例如）的引發(fā)劑或復(fù)合引發(fā)劑，基本 上接近勻速反應(yīng)，解釋其原因。 答：氯乙烯聚合體系為沉淀聚合體系。聚氯乙烯在氯乙烯中雖不溶解，但能溶脹， 使活性中心包裹不深，加之聚氯乙烯大分子生成的主要方式是氯乙烯鏈自由基向氯乙 烯單體的轉(zhuǎn)移反應(yīng)，所以自動(dòng)加速現(xiàn)象比一般的沉淀聚合體系產(chǎn)生的晚。選用半衰期 適當(dāng)?shù)囊l(fā)劑或復(fù)合引發(fā)劑接近勻速反應(yīng)的原因是自動(dòng)加速速率和正常聚合速率的衰 減正好互補(bǔ)。 苯乙烯、甲基丙烯酸聚合體系為均相聚合體系，但由于單體對聚合物溶解性能的 不同，聚合過程中，自動(dòng)加速現(xiàn)象出現(xiàn)的早晚和表現(xiàn)程度各不相同。苯乙烯是聚苯乙 烯的良溶劑，長鏈自由基在其中處于

7、比較伸展的狀態(tài)，轉(zhuǎn)化率到30%出現(xiàn)自動(dòng)加速現(xiàn) 象。甲基丙烯酸甲酯是聚甲基丙烯酸甲酯的不良溶劑，長鏈自由基在其中有一定的卷 曲，轉(zhuǎn)化率達(dá)10%15%開始出現(xiàn)自動(dòng)加速現(xiàn)象。 (7分)推導(dǎo)共聚物組成微分方程時(shí)有哪些假定？為什么該方程只能應(yīng)用于低轉(zhuǎn)化 率的條件？并寫出共聚物組成微分方程。 二元共聚物組成的微分方程是 該方程是在以下假定條件下推導(dǎo)出來的： 鏈自由基的活性與鏈長基本無關(guān)，僅決定于鏈自由基末端結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)； 共聚物聚合度很大，用于引發(fā)所消耗的單體遠(yuǎn)小于用于增長所消耗的單體,引發(fā) 和終止對共聚物組成無影響； 穩(wěn)態(tài)的假定，假定共聚反應(yīng)進(jìn)行了一段時(shí)間后,兩種鏈自由基的濃度都不變,為定 值,即自由

8、基的生成速率與消失速率相等,體系進(jìn)入穩(wěn)態(tài),達(dá)到動(dòng)平衡。 因?yàn)榉€(wěn)態(tài)的假定只有在低轉(zhuǎn)化率（5%10%）時(shí)才成立，因此該方程只能適用于 低轉(zhuǎn)化率情況。 (5分)試說明離子交換樹脂在水的凈化和海水淡化方面的應(yīng)用? 離子交換樹脂可以凈化水和使海水淡化,因?yàn)楫?dāng)水或溶液通過陽離子交換樹脂后 中的陽離子Na+, Ca+2, Mg+2等進(jìn)入到樹脂上,樹脂上的H+進(jìn)入到水中或溶液中,因而, 的陽離子只剩下H+；而后再將水通過陰離子交換樹脂,水中的陰離子Cl-, CO-2, SO 進(jìn)入到樹脂中,樹脂上的 -OH進(jìn)入到水中或溶液中,因而水中的陰離子只剩下-OH 從而使 海水淡化。用離子交換樹脂處理過的水稱為去離子水,

9、它在工業(yè)、實(shí)驗(yàn)室和鍋爐 用水得到廣泛應(yīng)用。用離子交換樹脂處理水比用蒸餾方法效率高,設(shè)備簡單,節(jié)約電能。 (7分)與自由基聚合相比較,試說明離子聚合反 應(yīng)在引發(fā)劑種類、單體結(jié)構(gòu)的特征和溶液劑性質(zhì)等三 方面的特征? 離子型聚合與自由基聚合都屬連鎖聚合的范疇,但兩者有很大 引發(fā)劑種類引發(fā)劑種類 自由基聚合的引發(fā)劑是易產(chǎn)生自由基的物質(zhì)如過氧化物,偶氮 化合物。而離子聚合的引發(fā)劑是“酸”或“堿”等,易產(chǎn)生離子的物質(zhì)。 單體結(jié)構(gòu)單體結(jié)構(gòu) 自由基聚合的單體是含有弱的吸電子取代基和共軛取代基的 烯類單體.陰離子聚合的單體是含有強(qiáng)的吸電子取代基和共軛取代 基的烯類單體.陽離子聚合的單體是含有強(qiáng)的推電子取代基和共軛 取代基的烯類單體。 溶劑的性質(zhì)溶劑的性質(zhì) 在自由基聚合中，溶劑的引入降低了單體濃度，從而降低了 聚合速率；由于鏈自由基向溶劑的轉(zhuǎn)移反應(yīng)，降低了聚合物 的相對分子質(zhì)量.在離子聚合中,溶劑的引入不僅降低了單體的濃度, 還嚴(yán)重影響著增長活性中心的形態(tài)和結(jié)構(gòu),從而影響聚合速率和聚 合物的相