高分子化学作业-1参考答案

1、 写出下列单体的聚合反应式、以及单体、聚合物的名称。

a. CH2=CHF b. CH2=C(CH3)2 c. HO(CH2)5COOH

d. CH2CH2CH2O e. NH2(CH2)6NH2 +HOOC(CH2)4COOH

――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 【解答】 a. CH2=CHF

nCH2=CH聚合反应式:

FCH2-CHFn

单体名称:氟乙烯 聚合物名称:聚氟乙烯 b. CH2=C(CH3)2

聚合反应式:

单体名称:异丁烯 聚合物名称:聚异丁烯 【注意】习惯称“异丁烯”,最好不要称“2-甲基丙烯”(“1,1-二甲基乙烯”更规范)。 c. HO(CH2)5COOH 聚合反应式:

nCH2=C(CH3)2CH2-C(CH3)2n

nHO(CH2)5COOHO(CH2)5COn+ (n-1)H2O

单体名称:6-羟基己酸

聚合物名称:聚6-羟基己酸

d. CH2CH2CH2O

n 聚合反应式:

单体名称:1,3-环氧丙烷 / 氧杂环丁烷 /丁氧环

聚合物名称:聚1,3-环氧丙烷 /聚氧杂环丁烷 /聚丁氧环 /IUPAC:聚氧化亚丙基(《高

分子化学》潘才元著)/ 聚氧化丙撑

(称“环丙醚”和“聚亚丙基醚”有一定道理,但较少见,最好不这样命名) 【注意】

CH2-CH -CH3( 环氧丙烷 )O

e. NH2(CH2)6NH2 +HOOC(CH2)4COOH

聚合反应式:

n CH2CH2CH2O CH2CH2CH2OnNH2(CH2)6NH2 + nHOOC(CH2)4COOHNH(CH2)6NH-OC(CH2)4CO+ (2n-1 ) H2On

单体名称:己二胺( NH2(CH2)6NH2 )

己二酸( HOOC(CH2)4COOH ) 聚合物名称:聚己二酰己二胺 /尼龙-66

2.写出下列聚合物的一般名称, 单体和聚合反应式,这些聚合反应属于加聚还是缩聚, 连

锁聚合还是逐步聚合?

CH3

(1)CH2-Cn

COOCH3 (2)CH2-CHn

OCOCH3

NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO(3) n

NH(CH2)5CO(4) n

(5) CH2-C=CH-CH2n

CH3

―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――【解答】

(1) 聚合物名称:聚甲基丙烯酸甲酯

单体:

CH3CH2=CHCOOH

聚合反应式:

CH3n CH2=CHCOOH

反应类型:加聚反应,连锁聚合

(2)聚合物名称:聚醋酸乙烯酯

单体:

CH2=CH-OCOCH3

聚合反应式:

CH3 [CH2-C ]n CH3

n CH2=CH-OCOCH3CH2-CHnOCOCH3

反应类型:加聚反应,连锁聚合

(3)聚合物名称:聚已二酰已二胺(尼龙-6,6)

单体 & 聚合反应式:

H2N(CH2)6NH2 和HOOC(CH2)4COOH n H2N(CH2)6NH2 + nHOOC(CH2)4COOHHHN(CH2)6NH-OC(CH2)4CO OHn+ (2n + 1)H2O

反应类型:缩聚反应,逐步聚合

(4)聚合物名称:聚己内酰胺 单体 & 聚合反应式:

HN(CH2)5COHN(CH2)5CO 或 H2N(CH2)5COOHn H2N(CH2)5COOHHN(CH2)5COn+ (n - 1)H2OHN(CH2)5COn

★反应类型:缩聚反应

逐步聚合(己内酰胺开环聚合,以水-酸作催化剂) or:连锁聚合(己内酰胺开环聚合,以碱作催化剂) or:逐步聚合(氨基己酸途径)

【注意】本题较多同学未指定条件。再者反应前后键的连接方式类似脱出小分子的缩聚,

而不是双键变为单键的加聚模式。

(5)聚合物名称:聚异戊二烯

单体 & 聚合反应式:

CH3CH2=C-CH=CH2CH3n CH2=C-CH=CH2CH3CH-C=CH-CH2n

反应类型:加聚反应,连锁聚合

3. 下列烯类单体适于何种聚合机理:自由基聚合,阳离子聚合或阴离子聚合?并说明理由. CH2=CHCl CH2=CCl2 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

――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 【解答】

(1)CH2=CHCl

自由基聚合。Cl原子吸电,同时共轭,但都较弱。

(2)CH2=CCl2

自由基聚合,阴离子聚合。两个Cl原子在同一个C上,使得极化程度增加。

(3)CH2=CHCN

自由基聚合,阴离子聚合。-CN是强吸电基,明显共轭。

(4)CH2=C(CN)2

阴离子聚合。两个-CN在同一个C上,使得双键电子云密度降低很多,也使得阴离子增长种共轭稳定。

(5)CH2=CHCH3

★不按照所指三种方法聚合。双键电子云密度较大,不利于自由基进攻;自由基易转移形成烯丙基型稳定自由基,故不易自由基聚合。另外,甲基是弱供电基,形成二级碳阳离子太活不稳定,副反应严重,不能阳离子聚合。可以配位聚合。

(6)CH2=C(CH3)2

阳离子聚合。两个-CH3在同一个C上,且与双键形成超共轭。

(7)CH2=CHC6H5

三种聚合。共轭体系,π电子云易极化易流动。

(8)CF2=CF2

自由基聚合。F原子体积小;结构对称。

(9)CH2=C(CN)COOR

自由基聚合,阴离子聚合。双吸电基,明显共轭。

(10)CH2=C(CH3)-CH=CH2

三种聚合。共轭体系,π电子云易极化易流动。

4. 判断下列烯烃能否进行自由基聚合, 并说明理由.

CH2=C(C6H5)2 ClHC=CHCl CH2=C(CH3)C2H5 CH3CH=CHCH3 CH2=C(CH3)COOCH3 CH2=CHOCOCH3 CH3CH=CHCOOCH3

【解答】

(1)不能通过自由基聚合得到高分子量聚合物。同碳双取代,且空间位阻极大。只形成二聚体。

(2)不能通过自由基聚合得到高分子量聚合物。1,2二取代,且空间位阻很大。 ★(3)不能通过自由基聚合得到高分子量聚合物。双键电荷密度大,不利于自由基进攻;且易转移形成稳定的烯丙基型自由基。

(4)不能通过自由基聚合得到高分子量聚合物。结构对称,极化程度低,位阻较大;且易向单体转移形成稳定的烯丙基型自由基。

(5)能通过自由基聚合得到高分子量聚合物。1,1二取代,-CH3体积较小,还用共轭效应。

(6)能通过自由基聚合得到高分子量聚合物。取代基具有共轭效应。

(7)不能通过自由基聚合得到高分子量聚合物。1,2二取代,且空间位阻很大。

5. 以过氧化二特丁基作引发剂,在60℃下研究苯乙烯聚合.苯乙烯溶液浓度(1.0mol/L),

-11-7

过氧化物(0.01mol/L), 引发和聚合的初速分别为4.0×10和1.5×10mol/L.S. 试计

-5

算fkd, 初期聚合度, 初期动力学链长. (计算时采用下列数据和条件:CM=8.0×10,

-4-6

CI=3.2×10, CS=2.3×10;60℃下苯乙烯密度为0.887g/mL, 60℃下苯的密度为0.839g/mL, 设苯乙烯-苯体系为理想溶液.)

――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 【解答】 依题意,有:

[M]=1.0 mol/L; [I]=0.01 mol/L; CM=8.0?10-5 ; CI=3.2?10-4 ; CS=2.3?10-6 (1)Ri=4.0?10-11 mol/L?S; Rp=1.5?10-7 mol/L?S; ?.?Ri=2fkd[I]Ri4.0?10-11?fkd???2.0?10-9(S?1)2[I]2?0.01(2)[S]?(1?104/887)?839?9.5 mol/L7811[I][S]??CM?CI?CS[M][M]Xn(Xn)01[I][S]?CM?CI?CS (双基偶合终止;有链转移)2(Rp/Ri)[M][M]10.019.5 ??8.0?10-5?3.2?10-4?2.3?10-6-7-112(1.5?10/4.0?10)1.01.0 ?0.000243 ??Xn?4115(3)??(Rp/Ri)?1.5?10-7/4.0?10-11?3750

6. 试述高分子化学发展有几个时期及发展方向。

【解答】 仅供参考

高分子化学的发展大致可以分为四个阶段:

第一阶段:为19世纪30年代~20世纪20年代,对天然高分子的利用、加工及改性时期,是高分子化学的萌芽期。

当时虽然没有高分子的概念,但是淀粉、纤维素、天然橡胶、丝、毛等天然高分子已经广泛应用于人们的日常生活。19世纪后期,人们就设法利用化学方

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