高分子化学试题(含答案)

《高分子化学》试题

一、填空题

⒈ 表征乳化剂性能的指标是 、 和 。 2. 根据聚合物主链的结构,可将聚合物分为 、 和 聚合物等。 3. 根据共聚物大分子链中单体单元的排列顺序,共聚物分 、 、 、 四类。 ⒋ 控制共聚物组成的方法有 、 和 等方法 。 5. 链转移常数是 链转移速率常数 和 增长速率常数 之比。 6. 氯乙烯自由基聚合时,聚合物的相对分子质量一般用 控制。

7. 使引发剂引发效率降低的原因有 体系中的杂质 、 笼蔽效应 、和 诱导分解。 8 悬浮聚合一般选择 油溶性 引发剂、乳液聚合应选择 水溶性 引发剂。 9. 影响自由基聚合速率的因素:单体浓度,引发剂浓度,聚合温度和引发剂种类。

10.乳液聚合体系由 、 、 、 组成,聚合前体系中的三相为 、 、 。 第二阶段结束的标志是 消失。 10 单体M1和M2共聚,r1=0.40,r2=0.04,其共聚合行为是 , 在 情况下,共聚物组成与转化率无关,此时的组成为 。

11.若一对单体共聚时r1>1,r2<1。则两单体的活性比较 。自由基活性比较 ,单体均聚时增长速率常数大的是 。

二、解释下列名词

⒈ 笼蔽效应、⒉ 链转移反应、⒊ 乳化作用、⒋ 动力学链长、⒌ 引发剂半衰期

三、简答题(共20分,每题5分)

⒈简述理想乳液聚合体系的组分、聚合前体系中的三相和聚合的三个阶段的标志?

理想乳液聚合体系是由难溶于水的单体、介质水、水溶性引发剂和阴离子型乳化剂四部分组成。 聚合前体系中有三相:水相、油相和胶束相。 乳液聚合三个阶段:

Ⅰ阶段:胶束成核和乳胶粒生成期(增速期):从开始引发到胶束消失为止,乳胶粒数目不断增加,单体液滴数目不变,只是体积缩小,Rp 递增。

Ⅱ阶段:乳胶粒数恒定或恒速期:从胶束消失到单体液滴消失为止,乳胶粒数目固定,胶粒内单体浓度恒定,Rp恒定。

Ⅲ阶段:降速期, Rp下降

2 何谓自动加速现象?并解释产生的原因。

3. 写出以过氧化苯甲酰为引发剂,以四氯化碳为溶剂,60℃苯乙烯单体聚合成聚苯乙烯的基本反应及可能出现的副反应。

4.推导自由基聚合微观动力学方程时,作了那些基本假设?写出自由基聚合引发剂引发的聚合速率方程。 三个假设

⑴ 官能团等活性理论的假设:链自由基的活性与链长基本无关,因此kp1?kp2?kpn?kp。

⑵ 稳态假设:自由基聚合开始很短的一段时间后,体系中自由基浓度保持不变,进入稳态。Ri=Rt ⑶ 大分子链很长的假设:假定大分子链很长,用于引发消耗的单体远远小于用于增长所消耗的单体。聚合速率用增长速率表示

引发剂引发的聚合速率方程:

方程的适用条件:低转化率和双基终止的情况。

1

5. 判断下列单体能否聚合及聚合类型,并说明理由。

⑴ CH2=C(C6H5)2 ⑵ CH2=CH-OR ⑶ CH2=CHCH3 (4)CH2=C(CH3)COOCH3 ⑸ CH3CH=CHCOOCH3 ⑴ CH2=C(C6H5)2 不能。因二个苯基体积大,位阻效应。 ⑵ CH2=CH-OR 不能。因-OR是强的推电子取代基。 ⑶ CH2=CHCH3 不能。因-CH3是推电子取代基。

⑷ CH2=C(CH3)COOCH3 能。因-CH3是弱推电子取代基,而-COOCH3是较强的吸电子取代基,二者垒加结果有弱的吸电子效应。

⑸ CH3CH=CHCOOCH3 不能。因有1,2-二元取代基,位阻效应。

6.判断下列单体对聚合时各形成哪种类型的共聚物?并说明理由。 ⑴ 醋酸乙烯酯(M1)和丙烯腈(M2) r1=0.06,r2=4.05; ⑵ 丙烯酸甲酯(M1)和偏二氯乙烯(M2) r1=0.84,r2=0.9; ⑶ 苯乙烯(M1)和醋酸乙烯酯(M2) r1=55,r2=0.9; ⑷ 甲基丙烯腈(M1)和α-甲基苯乙烯(M2) r1=0.15,r2=0.21 ⑸ 苯乙烯(M1)和马来酸酐(M2) r1=0.01,r2=0 四、计算题

苯乙烯(M1)与丁二烯(M2)在5℃下进行自由基乳液共聚合时,其r1=0.64,r2 =1.38。 已知:苯乙烯和丁二烯的均聚链增长速率常数分别为49.0和25.3 L·(mol·s)-1。回答 (1)计算共聚时的链增长反应速率常数。

(2)比较两种单体和两种链自由基的反应活性的大小。 (3)做出此共聚反应的F1-f1曲线。

(4)要制备组成均一的共聚物需要采取什么措施? 解:⑴ ∵ r1?k11k,r2?22 k12k21∴共聚反应的链增长速率常数 k12=k1149.0==76.56 r10.64k2225.1==18.19 r21.38(1分)

k21=(1分)

⑵ 丁二烯单体的r2=1.38,苯乙烯单体的r1=0.64。r2>r1,说明丁二烯单体活性较大。k12>k21> 表明苯乙烯链自由基的活性>丁二烯链自由基的活性。

⑶ r1=0.64<1,r2=1.38>1,r1·r2=0.882<1。

2(1分)

(1分)

两种单体共聚属非理想非恒比共聚 x'1?

r1x1?x1x2r1x1?2x1x2?r2x222

⑷ 欲得组成均匀的共聚物,可按组成要求计算投料比,且在反应过程中不断补加活泼丁二烯单体,以保证原料配比基本保持恒定。

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