高分子化学计算题

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9. 等摩尔二元醇和二元酸缩聚,另加醋酸1.5%,p=0.995或0.999时聚酯的聚合度多少? 解:假设二元醇与二元酸的摩尔数各为1mol,则醋酸的摩尔数为0.015mol。Na=2mol,Nb=2mol,

'Nb?0.015mol

当p=0.995时, 当p=0.999时,

10. 尼龙1010是根据1010盐中过量的癸二酸来控制分子量,如果要求分子量为20000,问1010盐的酸值应该是多少?(以mg KOH/g计)资料个人收集整理,勿做商业用途 解:尼龙1010重复单元的分子量为338,则其结构单元的平均分子量M=169 假设反应程度p=1,

尼龙1010盐的结构为:NH3+(CH2)NH3OOC(CH2)8COO-,分子量为374。 由于癸二酸过量,假设Na(癸二胺)=1,Nb(癸二酸)=1.0/0.983=1.0173,则 酸值?(Nb?Na)*M(KOH)*2(1.0173?1)*56*2??5.18(mgKOH/g1010盐)

Na*M101037416. AA、BB、A3混合体系进行缩聚,NA0=NB0=3.0,A3中A基团数占混合物中A总数(?)的10%,试求p=0.970时的X以及X= 200时的p。资料个人收集整理,勿做商业用途 nn解:NA0=NB0=3.0,A3中A基团数占混合物中A总数(?)的10%,则A3中A基团数为0.3mol,A3的分子数为0.1mol。资料个人收集整理,勿做商业用途 NA2=1.35mol;NA3=0.1mol;NB2=1.5mol 当p=0.970时,Xn?2?74

2?0.97*2.03422?2?pf2?2.034p

Xn?200时,Xn?p=0.973

2.60℃过氧化二碳酸二环己酯在某溶剂中分解,用碘量法测定不同时间的残留引发剂浓度,数据如下,试计算分解速率常数(s-1)和半衰期(h)。资料个人收集整理,勿做商业用途 时间 /h

DCPD浓度 /(mol?L-1)

0 0.0754

0.2 0.0660

0.7 0.0484

1.2 0.0334

1.7 0.0288

解:过氧化二碳酸二环己酯的分解反应为一级反应,引发剂浓度变化与反应时间的关系为: 通过以ln[I]0[I]对t作图,利用最小二乘法进行回归得一条直线

y??0.589x,斜率为-kd。

得到:kd=0.589h-1=1.636*10-4s-1 半衰期:t1/2?0.693?1.176h kd3.在甲苯中不同温度下测定偶氮二异丁腈的分解速率常数,数据如下,求分解活化能。再求40℃和80℃下的半衰期,判断在这两温度下聚合是否有效。资料个人收集整理,勿做商业用途 1 / 4

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温度 /℃ 分解速率常数 /s-1

50 2.64?106

-

60.5 1.16?105

-

69.5 3.78?105

-

解:分解速率常数、温度和活化能之间存在下列关系:

lnkd?lnA?Ed/RT,以lnkd对1/T作图,斜率为?Ed/R,截距为lnA。

采用最小二乘分法进行回归,得:lnkdEd=8.314*15116=125674.4=125.7kJ/mol 当t=40℃=313.15K时 当t=80℃=353.15K时

以此可见,在40℃下聚合时引发剂的半衰期太长,聚合无效,而在80℃下聚合是有效的。

6. 苯乙烯溶液浓度0.20 mol?L-1, 过氧类引发剂浓度为4.0?10-3mol?L-1, 在60℃下聚合,如引发剂半衰期44h, 引发剂效率f=0.80,kp=145 L?(mol?s)-1,kt=7.0?107 L?(mol?s)-1, 欲达到50%转化率,需多长时间?资料个人收集整理,勿做商业用途 ?33.936?15116/T

解:kd?0.693t1/2?4.375*10?6s?1?0.01575h?1

当引发剂浓度随时间不变时:

15. 用过氧化二苯甲酰作引发剂,苯乙烯在60℃下进行本体聚合,试计算链引发、向引发剂转移、向单体转移三部分在聚合度倒数中所占的百分比。对聚合有何影响?资料个人收集整理,勿做商业用途 计算时用下列数据:[I]=0.04 mol?L-1,f =0.8;kd=2.0?10-6s-1,kp=176 L?(mol?s)-1,kt=3.6?107 L?(mol?s)-1,?(60℃)=0.887 g?mL-1,CI=0.05;CM=0.85?10-4。资料个人收集整理,勿做商业用途 解:[I]=0.04mol/L[M]=0.887*1000/104=8.53mol/L

偶合终止:C=0.77,歧化终止:D=0.23

2.计算苯乙烯乳液聚合速率和聚合度。已知:60℃时,kp=176 L(mol?s)-1,[M]=5.0mol?L-1,N=3.2?1014/ml,

?=1.1?1012(mol?s)-1资料个人收集整理,勿做商业用途 解:Rp?103Nkp[M]2NA103*3.2*1014*176*5.0?4 ??2.34*10232*6.023*104.经典乳液聚合配方如下:苯乙烯100g,水200g,过硫酸钾0.3g,硬脂酸钠5g。试计算: a、溶于水中的苯乙烯分子数(ml

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),已知:20℃溶解度为0.02g/100g水,阿佛伽德罗数

NA=6.023?1023mol-1。资料个人收集整理,勿做商业用途 b、单体液滴数(ml1)。条件:液滴直径1000nm,苯乙烯溶解和增溶量共2g,苯乙烯密度为0.9g?cm-3。

资料个人收集整理,勿做商业用途 c、溶于水中的钠皂分子数(ml1) ,条件:硬脂酸钠的CMC为0.13g?L-1,分子量为306.5。资料个人-

收集整理,勿做商业用途 d、水中胶束数(ml1)。条件:每胶束由100个肥皂分子组成。

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e、水中过硫酸钾分子数(ml1) ,条件:分子量为270。

f、初级自由基形成速率? (分子?ml-1?s-1)。条件:50℃时,kd=9.5?10-7s-1。

g、乳胶粒数(ml1) 。条件:粒径100nm,无单体液滴。已知:苯乙烯密度0.9 g?cm-3,聚苯乙烯密

度1.05g?cm-3,转化率50%。资料个人收集整理,勿做商业用途 解:a. 20℃溶解度=0.02g/100g水,溶于水的苯乙烯质量:

m2?m1s?0.02/100*200?0.04g;

苯乙烯的分子数:N?NAn?NAm20.04?6.023*1023*?2.316*1020(阿佛伽德罗数M104NA=6.023?1023mol-1)

水的体积:

V?200g?200ml1g/ml'

溶于水的苯乙烯的分子数:N?N?1.158*1018分子/ml Vb. 液滴直径1000nm=10-4cm, 每个液滴体积:1/6?d3?1/6*3.142*(10?4)3?5.236*10?13cm3

每个液滴质量:m??V?5.236*10?13*0.9?4.71*10?13g(苯乙烯密度为0.9g?cm-3)

苯乙烯溶解和增溶量共2g,每ml水中分散的苯乙烯质量:m总?100?2?0.49g/ml

200单体液滴数:

0.49?1.04*1012分子/ml ?134.71*10c. 溶于水中的钠皂分子数(ml

0.13*6.023*102317306.51

) :N?分子/ml ?2.55*10310d. 水中胶束数(ml1):

体系中钠皂总分子数:

5*6.023*1023?9.8*1021

306.5

体系中溶解在水中的钠皂总分子数:

分子/ml

e. 水中过硫酸钾分子数(ml1) :

0.3*6.023*1023/200?3.346*1018分子/ml 2703 / 4

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