第二章 缩聚与逐步聚合反应-习题参考答案

1．名词解释：逐步聚合；缩合聚合；官能团等活性；线型缩聚；体型缩聚；凝胶点；转化

率；反应程度。 答：

逐步聚合——单体转变成高分子是逐步进行的，即单体官能团间相互反应而逐步增长。 缩合聚合——由带有两个或两个以上官能团的单体之间连续、重复进行的缩合反应。 官能团等活性——在一定聚合度范围内，官能团活性与聚合物分子量大小无关。

线型缩聚——参加反应的单体都含有两个官能团，反应中形成的大分子向两个方向增长，得

到线型缩聚物的一类反应。

体型缩聚——参加反应的单体中至少有一种单体含有两个以上的官能团，且体系平均官能度

大于2，反应中大分子向三个方向增长，得到体型结构的聚合物的这类反应。

凝胶点——开始出现凝胶瞬间的临界反应程度。 转化率——参加反应的单体量占起始单体量的分数 反应程度——参与反应的基团数占起始基团的分数。

3．由己二元酸和己二胺等摩尔合成尼龙—6,6。已知聚合反应的平衡常数K=432，如果要合成聚合度在200的缩聚物，计算反应体系中的水含量应控制为多少？ 解： Xn?K，将Xn=200，K=432代入此式可得： nwnw?K432??0.0108 22Xn200答：反应体系中的水含量应控制为0.0108 mol/L.

4．计算等摩尔的对苯二甲酸与乙二醇反应体系，在下列反应程度时的平均聚合度和分子量。0.500，0.800，0.900，0.950，0.995。 解：

等物质量条件下，有X?1，聚苯二甲酸乙二醇酯结构单元的分子量：M0=192。 1?PXn?1，Mn?Mo?Xn，因此各反应程度时的平均聚合度和分子量见下表： 1?pp 0.500 0.800 0.900 0.950 0.995 1 / 4

1Xn? 1?p2 5 10 20 200 Mn?Mo?Xn

384 960 1920 3840 38400 7．氨基己酸进行缩聚反应时，如在体系中加入0.2mol%的醋酸，求当反应程度P分别达到0.950，0.980，0.990时的平均聚合度和平均分子量。 解： 方法1：

f?2faNa2?1?2??1.998

Na?Nb?N'b1?1?0.00222??20

2?pf2?1.998?0.950 当p=0.950时，Xn? Mn?Mo?Xn?20?107?2140 当p=0.980时，Xn?22??48

2?pf2?1.998?0.980 Mn?Mo?Xn?48?107?5136 当p=0.990时，Xn?22??91

2?pf2?1.998?0.990 Mn?Mo?Xn?91?107?9379 方法2：

Xn?r?1?r，

1?r?2rpNa=0.996

Na?2NcP=0.95, Xn?20 P=0.98, Xn?46 P=0.99, Xn?83

8．用Carothers法计算下列聚合反应的凝胶点：

（1）邻苯二甲酸酐+甘油，摩尔比3:2。

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（2）邻苯二甲酸酐+甘油，摩尔比3.00:1.95。

（3）邻苯二甲酸酐+甘油+乙二元醇，摩尔比3.00:1.95:0.002。 解：

(1) 两官能团等当量时，f?faNa?fbNb

Na?Nb f?2?3?3?2?2.4

3?2 因为f>2，所以该体系可以发生交联。 凝胶点： pc?22??0.833 f2.4 （2）3?2?1.95?3，邻苯二甲酸酐过量，两官能团等不当量。 f?2?fbNb2?3?1.95??2.36

Na?Nb3?1.95 因为f>2，所以该体系可以发生交联。 凝胶点： pc?22??0.846 2.36f （3）多组分体系，在体系中加入少量乙二醇： f?2?(faNa?fcNc)2?(1.95?3?2?0.002)??2.364

Na?Nb?Nc3?1.95?0.002 因为f>2，所以该体系可以发生交联。 凝胶点： pc?22??0.846 f2.369．举例说明形成线型缩聚聚合物的条件。 答：

a-R-a，b-R-b体系或者a-R-b体系形成线型缩聚物。例如己二酸与己二胺缩聚成聚酰胺-66（尼龙-66）

10.举例说明如何形成体型聚合物，归纳说明产生凝胶的条件 答：

2-3、2-4、或3-3官能度体系形成体型缩聚物。例如邻苯二甲酸酐与甘油或季戊四醇的反应。产生凝胶条件：有多官能团单体存在，且体系平均官能度大于2，聚合过程中发生分

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