4. 下列单体适于何种机理聚合:自由基聚合,阳离子聚合或阴离子聚合,并说明理由。 CH2=CHCl CH2=CHCl2 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
CH2=CHCl 只能进行自由基聚合。Cl原子是吸电子基团,也有共轭效应,但均较弱。 CH2=CHCl2 能进行自由基和阴离子聚合,因为两个氯原子使诱导效应增强。
CH2=CHCN 适合自由基聚合和阴离子聚合。-CN是较强的吸电子取代基,并有共轭效应。
CH2=C(CN)2
CH2=CHCH3 不能进行自由基、阳离子、阴离子聚合,只能进行配位聚合,因为一个甲基供电性弱,不足以使丙烯进行阳离子聚合。
CH2=C(CH3)2 只能进行阳离子聚合。-CH3为推电子取代基,-CH3与双键有超共轭效应,两个甲基都是推电子取代基,其协同作用相当于强的推电子取代基,有利于双键电子云密度增加和阳离子进攻。
CH2=CHC6H5可进行自由基、阳离子、阴离子聚合。因为共轭体系中电子流动性大,容易诱导极化。
CF2=CF2 适合自由基聚合。F原子体积小。
CH2=C(CN)COOR适合阴离子聚合,两个吸电子取代基其协同作用相当含有强的吸电子取代基,并兼有共轭效应,只能进行阴离子聚合。
CH2=C(CH3)-CH=CH2
5. 判断下列烯类单体能否进行自由基聚合,并说明理由。
CH2=C(C6H5)2
ClCH=CHCl
CH2=C(CH3)C2H5
CH3CH=CHCH3
CH2=C(CH3)COOCH3 CH2=CHOCOCH3 CH3CH=CHCOOCH3 CH2=CHCH3 CH2=C(C6H5)2不能通过自由基聚合形成高相对分子质量聚合物。因为C6H5-取代基空间位阻大,只能形成二聚体。
ClCH=CHCl 不能通过自由基聚合形成高相对分子质量聚合物。因为单体结构对称,对1,2-二取代造成较大的空间位阻。
CH2=CHCH3与CH2=C(CH3)C2H5均不能通过自由基聚合形成高相对分子质量聚合物。由于双键的电荷密度大,不利于自由基的进攻,且易转移生成较稳定的烯丙基型自由基,难于再与丙烯等加成转变成较活泼的自由基,故得不到高聚物,前者只能进行配位阴离子聚合,后者只能进行阳离子聚合。
CH3CH=CHCH3不能通过自由基聚合形成高相对分子质量聚合物。因为结构结称、位阻大,且易发生单体转移生成烯丙基稳定结构。
CH2=C(CH3)COOCH3能通过自由基聚合形成高相对分子质量聚合物。因为是1,1-二元取代基,甲基体积较小,-COOCH3为吸电子取代基,-CH3为推电子取代基,均有共轭效应。 CH2=CHOCOCH3能通过自由基聚合形成高相对分子质量聚合物。
CH3CH=CHCOOCH3不能通过自由基聚合形成高相对分子质量聚合物。由于是1,2-二元取代基,结构结称,空间阻碍大。
CF2=CFCl能通过自由基聚合形成高相对分子质量聚合物。这是因为F原子体积很小,
仅大于H原子,Cl有弱吸电子作用。
CH2=CHOR不能通过自由基聚合形成高相对分子质量聚合物。因为-OR为强的推电子取代基, 只能进行阳离子聚合。
7. 基元反应 ⑴ 链引发
·
C6H5 -C-O-O-C-C6H5 2C6H5 -CO O O O
· ·
C6H5-C-O + CH2=CH C6H5-C-O-CH2-CH O C6H5 O C6H5 ⑵ 链增长
· · C6H5-C-O-CH2-CH +n CH2 =CH C6H5-C-O[CH2 -CH ]n CH2-CH
⑶ 链终止 · 2 C6H5 -C-O[CH2-CH ]n CH2 -CH O C6H5 C6H5 C6H5 -C-O[CH2-CH ]n CH2-CH CH-CH2 [ CH-CH2 ]n O-C-C6H5 O C6H5 C6H5 C6H5 C6H5 O
8. 60℃,苯乙烯自由基聚合的终止方式为偶合终止;醋酸乙烯酯自由基聚合的终止方式为歧化终止,甲基丙烯酸甲酯自由基聚合以歧化终止为主;氯乙烯自由基聚合以向单体转移终止为主。
9. 设歧化终止的链自由基的百分数为D,偶合终止的链自由基百分数为C:
O C6H5 C6H5 O C6H5 C6H5 1.3=1C+D2
C?D?1 解得:C=0.46,D=0.54
13.⑴ 偶氮二异庚腈的结构式和分解反应式:
CH3 CH3 CH3
· + N (CH3)2CHCH2C-N=N-CCH2CH(CH3)2 (CH3)2CHCH2C 2
CN CN CN
⑵ 过氧化二苯甲酰的结构式和分解反应式:
·
C6H5 - CO-O-C-C6H5 2C6H5-CO O O O · ·
C6H5-C-O C6H5 + CO2
O
(3) 异丙苯过氧化氢的结构式和分解反应式:
CH3 CH3
· ·
CH- CO-OH CH-CO + OH 65 65
CH3 CH3
(4) 过氧化二碳酸二环己酯的结构式和分解反应式:
· C6H11-O-C-O-O-C-OC6H11 2C6H11O + 2CO2
O O
(5) 过硫酸钾-亚硫酸氢钠分解反应式:
S2O82-
+ HSO3 SO4 +SO4 + HSO3
—
2-
·
·
(6) 过氧化氢-亚铁盐分解反应式:
·
H2O2 + Fe2+ HO— + HO +Fe3+
(7) 过氧化二苯甲酰-N,N-二甲基苯胺分解反应式:
CH3 O O
·
C6H5-COO-OOC-CH + CH-N CH-C-O + C6H5 -C-O 656565
⑴~⑷为热分解型油溶性引发剂。⑸、⑹为水溶性氧化-还原引发体系,⑺为油溶性氧化-还原引发体系,均为高活性引发剂。油溶性引发剂使用于本体聚合,悬浮聚合和溶液(有机溶剂)聚合。水溶性引发剂使用于水溶液聚合和乳液聚合。
14. 引发剂分解属一级反应,故 -CH3
CH3
C6H5-N ·
CH3
dc(I)?kdc(I) dt积分得 ln[I]?-kdt [I]0[I]以-ln对t作图,所得直线的斜率为kd。
[I]0t/h 0 0.2 0.7 1.2 1.7
kd=1.85×10-4s-1,t1/2=1.04h
[I]/mol·L-1 0.0754 0.0660 0.0484 0.0334 0.0228 -ln[I]/[I]00 0.133 0.443 0.813 1.196