哈理工電氣高分子絕緣材料化學(xué)基礎(chǔ)課后答案2演示教學(xué).ppt

1、1.2 今有尼龍6樣品32.4 g，用端基滴定法測(cè)得其中含有 3.510-3 mol羧基，求樣品的 和聚合度。,解： 尼龍6,1.4 依例寫出下列高聚物的形成反應(yīng)化學(xué)方程式：,聚丙烯 （PP）,聚氯乙烯 （PVC）,聚偏二氯乙烯 （PVDC）,聚丙烯腈 （PAN）,聚四氟乙烯 （PTFE）,1.5 寫出縮聚反應(yīng)方程式，并寫出高分子的名稱,(1) 庚二胺 與 辛二酸,(3) 間苯二甲酸 與 乙二醇,(4) 鄰苯二甲酸酐 與 1,2-丙二醇,1.6 寫出下列各物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式或示性式,(1) 均苯四甲酸二酐,(2) 雙酚A,(3) 間苯二胺,(4) 甲基三氯硅烷,(5) 二甲基二甲氧基硅烷,(6) 1

2、, 3-丙二醇,(7) 丙烯酰胺,1.7 今有聚苯乙烯（PS）樣品，已知其由下列各級(jí)分所組成， 求此樣品 的 、 與分子量分布指數(shù)。,，,解：,=3.2 x 104,=1.6,1.8 將5.00克聚合物樣品分級(jí)，再測(cè)定各級(jí)分的數(shù)均分子量，所得結(jié)果為：,假定每個(gè)級(jí)分的分子量都是均一的，,求此樣品 的 、 與分子量分布指數(shù)。,解：,W=5g,或,2.1 寫出下列各種引發(fā)劑分解的化學(xué)方程式,（1）過硫酸鉀,（2）DCP,（3）過氧化二叔丁基,（4）過氧化二苯甲酰(BPO),（5）AIBN（偶氮二異丁腈）,2.2 以BPO為引發(fā)劑，使苯乙烯進(jìn)行聚合，寫出各歷程反應(yīng)的化學(xué)方程式（只考慮雙基終止）。,鏈引

3、發(fā),鏈增長(zhǎng),鏈終止,耦合,歧化,2.3 在自由基聚合反應(yīng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，（a）M增大三倍，I不變時(shí)；(b) I增大三倍，M不變時(shí)。在只考慮雙基終止時(shí),Ms =,解：,R = Rp = kp,M, =,（1）穩(wěn)態(tài)時(shí)自由基總濃度有何變化? （2）聚合速率有何變化？ （3）平均聚合度有何變化？,a 不變 增大三倍 增大三倍,b 增大一倍 增大一倍 是原來的1/2倍,2.4 已知某自由基聚合體系的M=8.2 mol/ L，M=110-3 mol/L，kp =150 L/(mols)， Ri =310-9 mol/(Ls)。求（1）Rp；（2）kt；（3）自由基壽命；（4）動(dòng)力學(xué)鏈長(zhǎng)。,Rp = kpMM

4、Rt = Ri= 2ktM2, =,解：,2.5 用含放射性14C 的AIBN引發(fā)苯乙烯聚合，已知引發(fā)劑的引發(fā)效率為1，鏈終止方式為雙基偶合，無鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)。用閃爍計(jì)數(shù)器測(cè)得AIBN的放射活性為2.5108次/（smol），0.001kg聚合物的放射活性為1.2103次/s。求聚合物的 。,解：,2.6 甲基丙烯酸甲酯在50時(shí)進(jìn)行自由基聚合，鏈終止方式有雙基偶合和雙基歧化（各占一定比例）。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，聚合物鏈上含有的引發(fā)劑碎體數(shù)與聚合物分子數(shù)之比為1.24。求此聚合反應(yīng)中偶合、歧化終止的活性鏈各占多少百分?jǐn)?shù)。,設(shè)耦合終止的活性鏈為x，歧化終止的活性鏈為1x 對(duì)于耦合終止 引發(fā)劑碎體x， 聚合物分

5、子數(shù)x/2 對(duì)于歧化終止 引發(fā)劑碎體1x， 聚合物分子數(shù)1x,解：,歧化 1x61.29,2.7 將1mol苯乙烯和0.01mol過氧化二叔丁基（DTBP）混合，于60時(shí)進(jìn)行聚合反應(yīng)。引發(fā)速率為4.010-11mol/ (dm3min)，鏈增長(zhǎng)速率為1.510-7mol/( dm3min)。求fkd值和初始動(dòng)力學(xué)鏈長(zhǎng)。（60時(shí)苯乙烯的密度為0.887g/mL，計(jì)算時(shí)，設(shè)引發(fā)劑加入單體后聚合體系的體積不變）。,解：,苯乙烯分子量104,體積,Ri= 2fkdI,2.9 用AIBN和IPP為引發(fā)劑，使氯乙烯聚合生成PVC，此聚合物有哪幾種端基（只考慮雙基終止）？,偶氮二異丁腈（AIBN）,解：,過

6、氧化二碳酸二異丙酯（IPP）,鏈引發(fā),鏈增長(zhǎng),鏈終止,偶合終止,岐化終止,2.10 以BF3為催化劑，乙醇為助催化劑，使異丁烯聚合，寫出其聚合歷程的各反應(yīng)方程式。,陽(yáng)離子聚合,解：,鏈引發(fā),鏈增長(zhǎng),鏈終止,2個(gè)動(dòng)力學(xué)鏈不終止,2個(gè)動(dòng)力學(xué)鏈終止 (另一個(gè)未寫）,2.11 寫出以丁基鋰為催化劑時(shí)，苯乙烯聚合歷程的各反應(yīng)方程式。,解：,陰離子聚合,終止 無溶劑、雜質(zhì)，不終止； 若有水,引發(fā),增長(zhǎng),解： 活的高分子： 在有些陰離子聚合反應(yīng)中，若沒有溶劑或外來雜質(zhì)的影響，或使用陰離子聚合中很少發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移的溶劑（如二氧六環(huán)和四氫呋喃等），則它不會(huì)自行終止，亦即鏈增長(zhǎng)反應(yīng)中的活性中心直到單體完全耗盡仍可保持

7、活性，當(dāng)重新加入單體時(shí)又可開始聚合，因此把這種高分子活性鏈稱為活的高分子。,2.12 什么叫活的聚合物？有何用途？并舉例說明。,活的高分子的用途,（1）制備單分散性聚合物 用萘鈉引發(fā)苯乙烯聚合可得Mw/Mn為1.061.12的聚苯乙烯。 （2）合成梳形和星形聚合物,（3）合成嵌段共聚物 熱塑性彈性體SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物),2.8 寫出下列各物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式。,順丁烯二酸酐（馬來酸酐）,合成天然橡膠,氯丁橡膠,順丁橡膠（順式1，4聚丁二烯）,等規(guī)聚丙烯,2.14 將下列各對(duì)單體放在一起使之聚合，將會(huì)發(fā)生何種結(jié)果？（寫出r1，r2的值，說明能否共聚，生成的聚合物的結(jié)構(gòu)屬于何種類型

8、）,（1）苯乙烯-順丁烯二酸酐(60),r1 = 0.0095 1 , r2 = 0,單體M2只能共聚，其鏈節(jié)不能重復(fù)。 當(dāng)r1 1或M1 M2時(shí)，形成交替共聚物。,（5）苯乙烯-乙酸乙烯酯(60),r1 = 55 , r2 = 0.01,當(dāng)r11, r2 r2，聚合前期生成的是含有極少量乙酸乙烯酯結(jié)構(gòu)單元的聚苯乙烯，待苯乙烯單體耗盡后，乙酸乙烯酯才開始聚合而生成均聚物。結(jié)果，產(chǎn)物幾乎是兩種均聚物的混合物。,3.1 寫出下列各物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式,（4）-氨基己酸,（1）鄰苯二甲酸酐,（2）均苯四甲酸二酐,（3）甘油,（7）聚酰胺7,（5）雙酚A,（6）聚酰胺68,3.2 說明下列聚合反應(yīng)所得聚酯結(jié)構(gòu)

9、 ，說明每種聚合物分子量和分子結(jié)構(gòu)與反應(yīng)混合物中各單體相對(duì)含量有什么關(guān)系。,（1）二元羧酸與二元醇,線形聚合物,當(dāng)r=1，即兩種官能基等當(dāng)量,若r1，而p=1,（2）二元羧酸與甘油,f12， f23 a 官能基接近等當(dāng)量時(shí)，生成體型高聚物。越接近等當(dāng)量，越易生成體型高聚物。 b 如果甘油的用量比二元酸多得多，則不可能生成體型高聚物，因?yàn)檫@時(shí)很多羥基（特別是仲羥基）不能參加反應(yīng),生成小分子量的線型或支鏈線型結(jié)構(gòu)。越多越易生成線型，且分子量越小。 c 如果甘油的用量比二元酸少得多，也不可能生成體型高聚物，因?yàn)檫@時(shí)盡管羥基都參加反應(yīng)，但很快端基就都是COOH，無法形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，而是小分子量的支鏈線型

10、結(jié)構(gòu)。且越少分子量越小。,3.3 寫出下列各物質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式,（1）生成聚酰胺68的聚合反應(yīng),（2）-氨基庚酸的酰胺化反應(yīng),（3）-羥基丁酸的酯化反應(yīng),（4）均苯四甲酸二酐與聯(lián)苯二胺的聚酰亞胺化反應(yīng)。,3.4 己二酸和己二胺生成聚酰胺的平衡常數(shù)K=365（221.5），兩種單體以分子比1:1加入，若欲得到數(shù)均聚合度為200的聚合物，體系中水含量必須控制在多少？,解：,nab= N / M0,3.6 用己二胺與己二酸以摩爾比r進(jìn)行縮聚，反應(yīng)程度p為99.5%，如欲制得數(shù)均分子量為15000及19000兩種產(chǎn)品，則原料配合的摩爾比分別是多少？,解：,3.8 計(jì)算下列混合物中發(fā)生凝膠化時(shí)的反應(yīng)程度pc。 可得出什么結(jié)論？,（1）對(duì)苯二甲酸與甘油等當(dāng)量,（2）鄰苯二甲酸酐：甘油：乙二醇=1.5：0.8：0.3（摩爾比）,（3）鄰苯二甲酸酐：甘油：乙二醇=1.5：0.5：0.75（摩爾比）。,由此: 二元醇的加入量越大，平均官能度越小，凝膠點(diǎn)越大。出現(xiàn)凝膠現(xiàn)象越晚。,3.9 甲醛分別與苯酚和鄰甲酚在氫氧化鈉水溶液下制得酚醛樹脂，試問樹脂結(jié)構(gòu)與單體