高分子化学试卷库(3)答案.pdf

1 一、基本概念（共10分,每小题 2 分）⒈ 链增长反应：活性单体(或单体自由基)与更多的单体加成,形成含有更多结构单元的活性增长链的反应⒉. 相对分子质量分布曲线：把一个聚合物试样按相对分子质量大小分成若干级分,测定每一级分的相对分子质量和质量,并且计算出其质量分数以相对分子质量M 为横坐标 ,质量分数w(x)为纵坐标作图 ,得一曲线 .该曲线为相对分子质量分布曲线⒊ 向单体转移常数MC：链自由基向单体转移反应的速率常数Mtr,k与链增长反应速率常数pk的比值， 谓之pMtr,M=kk C，表征链自由基向单体转移的难易程度⒋ 本体聚合：单体在少量引发剂（甚至不加引发剂，而是在光或热的作用下）作用下，生成高聚物的过程⒌ 聚合度相似的化学反应：如果聚合物的化学反应是发生在侧基官能团上,很显然这种化学反应不涉及聚合物大分子的聚合度,反应前后聚合度不变,把这种聚合物的化学反应称为聚合度相似的化学反应二、计算题（共40分,根据题目要求，计算下列各题）1.（本题 20 分）已知：甲基丙烯酸甲酯（M1）和丙烯腈（ M2）在 60℃时进行自由基共聚合，实验数据如下：共聚物组成与原料组成的关系实验号原料单体组成 /mol·L-1瞬时共聚物组成中含N 量× 100 MMA（M1）AN （M2）1 2 3 0.0536 0.0325 0.0129 0.0149 0.0364 0.0590 2.53 5.75 11.08 提示：纯聚丙烯腈(PAN)中含 N 量为 26.4%；53=M′100=M ′21,；试根据上述数据用截距- 斜率法求共聚体系的竞聚率r 1和 r2值？解：序号共聚物组成1dm)(Md1c2dm)(Md2c2 1 2 3 含 N 量 2.53 含 N 量 5.75 含 N 量 11.08 90.48 78.22 58.03 0.9048 0.7822 0.5803 9.58 21.78 41.97 0.181 0.411 0.792 序号1 2 3 )(M)(M= 21 ccR)(Md)(Md= 21 ccρρR2ρRR -3.646 4.999 2.659 2.917 0.893 1.903 0.419 0.424 0.219 0.733 0.065 -0.079 212 -=-rrρRρRR2 -R~RR曲线41=0.125-2501750=1...r1 7 50=2.r⒉（本题10 分）用ABIN 作引发剂（浓度为0。

1mol/L ） ，使苯乙烯在40℃下于3 膨胀计中进行聚合，用N,N- 二苯基 -N-2,4,6-三硝基苯肼自由基（DPPH）作阻聚剂，实验结果表明，阻聚剂的用量与诱导期成直线关系，当DPPH 用量分别为0 和 8× 10-5mol·L-1时，诱导期分别为0 和 15min已知： ABIN 在 40℃时的半衰期t1/2=150h，试求 ABIN 的引发效率f3470=10×10×281×210×898=(I)2=)(s10×281=3600×1506930=6930=(I)2=s)(mol/L10×898=60×1510×8=)(=6-8- i1-6-21di?8-5-i....ckRf..t.kcfkR.cRd/d诱导期阻聚剂3.(10 分)某一耐热性芳族聚酰胺其数均相对分子质量为24116聚合物经水解后，得 39.31%(质量百分数 )?对苯二胺， 59.81%(质量百分数 )?对苯二甲酸， 0.88%苯甲酸 (质量百分数 )试 写 出 聚 合物 结 构 式和其水 解 反 应式 ？ 计 算聚合物 的 数 均相 对 分 子质量=nM？解答：取 100g 水解物为计算的标准其中含对苯二胺的mol 数为39.31/108=0.364；含对苯二甲酸的mol 数为59.81/166=0.360；含苯甲酸的mol 数为0.88/122=0.0072；对苯二胺：对苯二甲酸：苯甲酸= 0.364：0.360：0.0072 = 101： 100：2 通过计算说明对苯二胺和对苯二甲酸非等摩尔比投料，同时还用苯甲酸作官能团封锁剂控制聚酰胺的相对分子质量。

因此，该聚酰胺的结构式及水解反应式为+ (2n + 2) H2OCOCO[ N NHH ]n N NHHCOCOOHCO2 N NHHHH+ (n+1)COCOOHHO+ n验证：对苯二胺在水解产物中占质量百分数为：%31.39 18202241161081014 对苯二甲酸在水解产物中占的质量百分数为：%81.59 1820224116166100苯甲酸在水解产物中占的质量百分数为：%88.0 1820224116122224116=210+106+100×238=nM三、填充题（根据题意，在下列各题的横线处，填上正确的答案，本大题共 6 小题，每空1 分，总计 20分）⒈ ..按橡胶的成本、 产量和性能可将其分为通用橡胶和地特种橡胶⒉ 引发剂引发的自由基聚合体系中，影响聚合速率的因素是单体浓度、引发剂浓度、聚合温度和引发剂分解活化能⒊ 阴离子聚合体系中活性中心离子对可能以紧密离子对、被溶剂隔开的离子对和自由离子等三种形态存在⒋ 烯类单体自由基聚合时,终止方式与单体结构和聚合温度有关，最后由实验决定⒌ 线型缩聚的单体有乙二醇、对苯二甲酸、 己二胺、己二酸和双酚A 等。

⒍ 聚合物的平均聚合度变大的化学反应有嵌段、扩链和接枝等四、简答题（共3 小题，共 20 分）⒈（5 分）何谓解散聚？与聚合物的结构有何关系？写出PMMA 解聚的化学反应方程式5 聚合物在热的作用下发生热降解,但降解反应是从链的末端开始,降解结果变为单体 ,单体收率可达90%~100%,这种热降解叫解聚聚甲基丙烯酸甲酯解聚反应可表示为：R CH2 C CH2 C CH2 C H COOCH3CH3CH3COOCH3CH3COOCH3R CH2 C CH2 C + 2 CH2 C COOCH3CH3CH3COOCH3CH3COOCH32R CH2 C CH2 C CH C COOCH3CH3CH3COOCH3CH3COOCH3⒉ （5 分）何谓缩聚，缩聚反应中“官能团等活性理论的假定”内容是什么？根据其假定写出聚酯化反应的方程式假定任何反应 阶段,反应物 两端官能团具有 相同的反应能力和参与反应的机 会即 反应物两端官能 团的反应能力和 参与反应的机会 与链长无关。

根据官能团等活性理论的假定,可以用和一个正反应的速率常数k1、一个逆反应的速率常数k-1和一个平衡常数K 来描述缩聚反应平衡的特征.，用官能团的反应来描述 缩聚反应聚酯化反应：COOH + HO C O + H2O k1k-1O⒊ (共 10 分,每小题 2 分)下列单体适合何种机理聚合？并写出有关聚合反应简式OCOCH3CH2 CH⑴⑵CH2 CH⑶HO C OHCH3CH3 双酚 A光气Cl C ClO与6 H2N(CH2)6NH2与 HOOC(CH2)8COOH⑷CH3CH2 CHO⑴ 苯乙烯可进行自由基聚合、阴离子聚合和阳离子聚合，聚合反应简式：n CH2=CHCH2 CH[]n⑵ 醋酸乙烯可进行自由基聚合，聚合反应简式：OCOCH3CH2 CHnOCOCH3CH2 CH[]n⑶ 双酚 A 和光气可进行缩聚，聚合反应简式：HO C OHCH3CH3n+ (n +1) Cl C ClOCl C O []n O C OCH3CH3C ClO+ 2n HCl⑷ 己二胺和癸二酸可进行缩聚，聚合反应简式：H2N(CH2)6NH2HOOC(CH2)8COOHn+ nN(CH2)6N(CH2)8C OHH [] C On+ 2n H2O⑸ 环氧丙烷可进行开环聚合，聚合反应简式：CH3CH2CH OnCH2CHCH3[]nO五、 （共 10 分，每错一个方程式扣一分）以TiCl3和 Al(C2H5)3 为引发剂 ,H2为相对分子质量调节剂,写出丙烯配位阴离子聚合有关的基元反应方程式（不考虑活性中心形式） 。

⑸7 ⑴ 链引发反应：⑵ 链增长反应：⑶ 链终止和转移反应：① 自发终止：② 向单体转移终止③向烷基铝转移终止后者可以发生自发终止④ 向相对分子质量调节剂转移终止CH3+[Mt] CH2 CH R[Mt] RCH2 CHCH3CH3+[Mt] CH2 CH [CH2 CH]nRCH2 CHCH3nCH3CH3[Mt] CH2 CH RTiCl3 + Al(C2H5)3 Ti Al ClClClCH2 CH3CH2 CH3CH2 CH3[Mt] CH2 CH CH2 CH R [Mt] H + CH3CH3CH2 C CH2 CH CH3CH3R[Mt] CH2 CH CH2 CH R + CH2 CHktr,MCH3CH3CH3 [Mt] CH2 CH2 CH3 + CH2 C CH2 CH RCH3CH3[Mt] CH2 CH CH2 CH R + AlR3 CH3CH3[Mt] R + R2Al CH2 CH CH2 CH R CH3CH3R2Al CH2 CH CH2 CH R R2Al H + CH2 C CH2 CH RCH3CH3CH3CH3[Mt] CH2 CH CH2 CH R CH3CH3H H[Mt] H + CH3 CH CH2 CH R CH3CH38 。