高分子化学(五版)潘祖仁版课后习题答案.docx

高分子化学(第五版) 潘祖仁版课后习题答案第一章 绪论思考题3. 写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯和天然橡胶的结构式（重复单元）选择其常用分子量，计算聚合度聚合物 结构式（重复单元）聚氯乙烯 -[-CH2CHCl-]- n聚苯乙烯 -[-CH2CH(C6H5)-]n涤纶 -[-OCH2CH2O OCC6H4CO-]n尼龙 66（聚酰胺-66） -[-NH(CH2)6NH CO(CH2)4CO-]n聚丁二烯 -[-CH2CH=CHCH2 -]n天然橡胶 -[CH2CH=C(CH3)CH2-]n聚合物 分子量/万 结构单元分子量/万DP=n 特征塑料聚氯乙烯聚苯乙烯5~1510~3062.5104800~2400960~2900(962~2885)足够的聚合度，才能达到一定强度，弱极性要求较高聚合度纤维涤纶聚酰胺 -661.8~2.31.2~1.860+132=192114+112=22694~12053~80极性，低聚合度就有足够的强度橡胶顺-聚丁二烯天然橡胶25~3020~4054684600~5600(4630-5556)2900~5900(2941-5882)非极性，高分子量才赋予高弹性和强度5. 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)5COHe. NH2(CH2)6NH + HOC(CH2)4COH CH2-CH2CH2-O||d.答：序号 单体 聚合物a CH2=CHF 氟乙烯 -[-CH2-CHF-]-n 聚氟乙烯b CH2=C(CH3)2 异丁烯 -[-CH2-C(CH3)2-]-n 聚异丁烯c HO(CH2)5COOH -羟基己酸 -[-O(CH2)5CO-]-n 聚己内酯d CH2CH2CH2O 丁氧环 -[-CH2CH2CH2O-]-n高分子化学(第五版) 潘祖仁版课后习题答案└—-——──┘ 聚氧三亚甲基e NH2(CH2)6NH 己二胺+ HOOC(CH2)4COOH 己二酸-[-NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO-]-n 聚己二酰己二胺（聚酰胺-66，尼龙 66）6. 按分子式写出聚合物和单体名称以及聚合反应式属于加聚、缩聚还是开环聚合，连锁聚合还是逐步聚合？答：a. [CH2=C(H3)2]n b. [NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO]nc. [N(CH2)5CO]n d. [CH2C(H3)=CH2]n¡ª¡ª ¡ª¡ª ¡ª ¡ª ¡ª¡ª序号 单体 聚合物 加聚、缩聚或开环聚合连锁、逐步聚合a CH2=C(CH3)2 异丁烯 聚异丁烯 加聚 连锁b NH2(CH2)6NH2 己二胺、HOOC(CH2)4COOH 己二酸聚已二酰己二胺，尼龙 66缩聚 逐步c NH(CH2)5CO 己内酰胺└————┘尼龙 6 开环 逐步（水或酸作催化剂）或连锁（碱作催化剂）d CH2=C(CH3)-CH=CH2异戊二烯聚异戊二烯 加聚 连锁7. 写出下列聚合物的单体分子式和常用的聚合反应式：聚丙烯腈、天然橡胶、丁苯橡胶、聚甲醛、聚苯醚、聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷。

答：聚丙烯腈：丙烯腈 CH2=CHCN→天然橡胶：异戊二烯 CH2=C(CH3)-CH=CH2→丁苯橡胶：丁二烯+ 苯乙烯 CH2=CH-CH=CH2+CH2=CH-C6H5→聚甲醛：甲醛 CH2O聚苯醚：2，6 二甲基苯酚 CH3CH3O CH3CH3On+O2聚四氟乙烯：四氟乙烯 CF2=CF2→ 2聚二甲基硅氧烷：二甲基硅氧烷Cl-Si-ClCH3CH3H2O-Cl O-SiCH3CH3n计算题1. 求下列混合物的数均分子量、质均分子量和分子量分布指数a、组分 A：质量 = 10g，分子量 = 30 000；b、组分 B：质量 = 5g，分子量 = 70 000；c、组分 C：质量 = 1g，分子量 = 100 000解：数均分子量高分子化学(第五版) 潘祖仁版课后习题答案3857610/7/530/1)(iiiin MmnmM质均分子量 103570104687iwim分子量分布指数 / =46876/38576 = 1.22wMn2. 等质量的聚合物 A 和聚合物 B 共混，计算共混物的 和 nMw聚合物 A： =35,000, =90,000；n聚合物 B： =15,000, =300,000w解：210nBAnMm952..ww第 2 章 缩聚与逐步聚合 计算题8. 等摩尔的乙二醇和对苯二甲酸在 280℃下封管内进行缩聚，平衡常数 K=4，求最终 。

另在排除副产nX物水的条件下缩聚，欲得 ，问体系中残留水分有多少？10nX解： 31KpXnLmolnnww/10*410高分子化学(第五版) 潘祖仁版课后习题答案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 0.015molN a=2mol，N b=2mol，mol015.'bN985.01.*2, bar当 p=0.995 时， 8.795.0*98.25.012rpXn当 p=0.999 时， 98.16.0*985.2.012rpn10. 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）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=16934.186920nX假设反应程度 p=1， 983.0,12rrpn尼龙 1010 盐的结构为：NH 3+（CH 2）NH 3OOC（CH 2） 8COO-，分子量为 374。

由于癸二酸过量，假设 Na（癸二胺）=1，N b（癸二酸）=1.0/0.983=1.0173，则酸值 10()()(1.07)56.18(/10)4baMKOHmgKOH盐第三章 自由基聚合 （这章比较重要）思考题2. 下列烯类单体适于何种机理聚合？自由基聚合、阳离子聚合还是阴离子聚合？并说明原因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答：CH 2=CHCl：适合自由基聚合，Cl 原子的诱导效应是吸电子基团，但共轭效应却有供电性，两者相抵后，电子效应微弱CH2=CCl2：自由基及阴离子聚合，两个吸电子基团高分子化学(第五版) 潘祖仁版课后习题答案CH2=CHCN：自由基及阴离子聚合， CN 为吸电子基团，将使双键 电子云密度降低，有利于阴离子的进攻，对自由基有共轭稳定作用CH2=C(CN)2：阴离子聚合，两个吸电子基团（CN）CH2=CHCH3：配位聚合，甲基（ CH3）供电性弱，难以进行自、阳、阴三种聚合，用自由基聚合只能得无定型蜡状物低、分子量，用阴离子聚合只能得到低分子量油状物。

CH2=C(CH3)2 ：阳离子聚合， CH3 是供电子基团，与双键有超共轭CH2=CHC6H5：三种机理均可，共轭体系 电子容易极化和流力CF2=CF2：自由基聚合，对称结构，但氟原子半径小，F 体积小使四取缔啊仍聚合CH2=C(CN)COOR：阴离子聚合，取代基为两个吸电子基（CN 及 COOR），兼有共轭效应CH2=C(CH3)-CH=CH2：三种机理均可，共轭体系3. 下列单体能否进行自由基聚合，并说明原因CH2=C(C6H5)2 ClCH=CHCl CH2=C(CH3)C2H5 CH3CH=CHCH3CH2=CHOCOCH3 CH2=C(CH3)COOCH3 CH3CH=CHCOOCH3 CF2=CFCl答：CH 2=C(C6H5)2：不能，两个苯基取代基位阻大小ClCH=CHCl：不能，对称结构CH2=C(CH3)C2H5：不能，二个推电子基，只能进行阳离子聚合CH3CH=CHCH3：不能，结构对称CH2=CHOCOCH3：醋酸乙烯酯，能，吸电子基团CH2=C(CH3)COOCH3：甲基丙烯酸甲酯，能CH3CH=CHCOOCH3 ：不能，1，2 双取代，位阻效应。

CF2=CFCl：能，结构不对称，F 原子小计算题高分子化学(第五版) 潘祖仁版课后习题答案7. 过氧化二苯甲酰引发某单体聚合的动力学方程为： Rp=kP[M](fkd/kt)1/2[I]1/2，假定各基元反应的速率常数和 f 都与转化率无关， [M]0=2 mol L-1，[I]=0.01 mol L-1，极限转化率为 10%若保持聚合时间不变，欲将最终转化率从 10％提高到 20％，试求：（1）[M] 0 增加或降低多少倍？（2）[I] 0 增加或降低多少倍？[I] 0 改变后，聚合速率和聚合度有何变化？ （3）如果热引发或光引发聚合，应该增加或降低聚合温度？ Ed、E p、E t 分别为 124、32 和 8 kJ mol-1解：（题意有修改）低转化率下聚合动力学方程： 2/1/][][IkfMRtdptIftdp2/1/0][][ln令2/1tdpkf1/21/20[]lnln[]()MIIktC（1）当聚合时间固定时，C 与单体初始浓度无关，故当聚合时间一定时，改变 不改变转化率0][M（2）当其它条件一定时，改变 ，则有：0][I2/10/21ln/l高分子化学(第五版) 潘祖仁版课后习题答案，即引发剂浓度增加到 4.51 倍时，聚合转化率可以从 10%增加到 20%。

51.4][%102I由于聚合速率 ，故 增加到 4.51 倍时， 增加 2.12 倍2/10][IRp0][IpR聚合度 ，故 增加到 4.51 倍时， 下降到原来 0.471即聚合度下降到原来的/Xn nX1/2.123）引发剂引发时，体系的总活化能为： molkJEEdtp/902热引发聚合的活化能与引发剂引发的活化能相比，相当或稍大，温度对聚合速率的影响与引发剂引发相当，要使聚合速率增大，需增加聚合温度光引发聚合时，反应的活化能如下： molkJEtp/28上式中无 项，聚合活化能很低，温度对聚合速率的影响很小，甚至在较低的温度下也能聚合，所以无d需增加聚合温度8. 以过氧化二苯甲酰做引发剂，苯乙烯聚合各基元反应的活化能为，是比较从 50℃增至 60℃以及从 80℃123/,32.6/,10/dptEKJmolEKJolEJmol增至 90℃聚合速率和聚合度的变化光引发的情况又如何？ 90.1/2tdpkJl/901158.342.550 606 590877,2.482.3ERTkAeAkk所 以同 理' 4.9/tdpEkJmol'''/'6060''/55.7RTEAekX高分子化学(第五版) 潘祖仁版课后习题答案'''/'9090''/88.721ERTAekX12. 以过氧化特丁基作引发剂，60℃时苯乙烯在苯中进行溶液聚合，苯乙烯浓度为 1.0 mol L-1，过氧化物浓度为 0.01mol L-1，初期引发速率和聚合速率分别为 4.010-11 和 1.510-7 mol (L s) -1。

苯乙烯- 苯为理想体系，计算(fk d)、初期聚合度、初期动力学链长和聚合度，求由过氧化物分解所产生的自由基平均要转移几次，分子量分布宽度如何？计算时采用下。