高分子化学B卷答案

泰山学院材料与化学工程系2005级材料化学专业本科
2007～2008学年第二学期
《高分子化学》试卷B标准（参考）答案与评分标准
一、名词解释（每小题4分，共5分）
1、热固性聚合物：酚醛树脂、醇酸树脂等在树脂合成阶段，需控制原料配比和
反应条件，使其停留在线形或少量支链的低分子预聚物阶段，成型时，经加热，
再使其中潜在官能团继续反应成交联结构而固化。

这类聚合物称作热固性聚合
物。

2、自由基共聚合反应：两种或两种以上单体混合物,经引发聚合后,形成的聚合物其大分子链中,含有两种或两种以上单体单元的聚合过程,称为自由基共聚合反应,简称自由基共聚。

3、乳化剂：能降低水的表面张力，对单体液滴起保护作用，能形成胶束，增溶单体，
能使单体和水体系成为一种非常稳定的难以分层的乳液的物质。

4、遥爪聚合物：活性聚合结束，加入二氧化碳、环氧乙烷或二异氰酸酯进行反应，
形成带有羧基、羟基、氨基等端基的聚合物。

5、活性聚合：阴离子聚合中，单体一经引发成阴离子活性种，就以相同的模式
进行链增长，一般无终止和链转移，直至单体耗尽，几天乃至几周都能保持活
性，这样的聚合称为活性聚合。

二、填空题（每空1分，共20分）
1、碳链聚合物、杂链聚合物、元素有机聚合物。

2、
HN(CH2)6NHOC(CH2)8CO
n HN(CH2)6NHOC(CH2)8CO HN(CH2)6NHOC(CH2)8CO
3、无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物和接枝共聚物
4、反应程度、平衡常数、基团数比
5、水、单体、油溶性引发剂、分散剂
6、含氢酸、Lewis酸、有机金属化合物
三、简答题（每题8分，共40分）
1、
2、在自由基聚合体系中，当达到一定转化率时，聚合体系中出现聚合速率突然加快，聚合
物的平均相对分子质量也随之增大的现象称为自动加速现象。

（3分）
造成自动加速的原因是随着反应的进行，体系粘度渐增，链自由基由伸展状态变
为卷曲状态，溶解性能变差，链段重徘受阻，活性中心被包埋，双基终止困难t k 变小；（3分）而此时，单体的扩散未受阻碍，链增长反应不受影响，p k 基本不变，21t p )(/k k 增大，聚合速率增大，聚合物的平均相对分子质量也随之增大。

（2分） 3、
F
1
f
1…………………………………………………………………………………（2分）特征：在此条件下，两自由基的自增长和交叉增长的概率完全相同，不论单体
配比和转化率如何，共聚物组成与单体组成完全相等，即F
1=f
1
,共聚物组
成是一对角线；……………………………………………………（2分）
F
1
f
1…………………………………………………………………………………（2分）特征：在此条件下，两自由基都不能与同种单体均聚，只能与异种单体共聚，因此共聚物中两单元严格交替相间。

不论单体配比如何，共聚物组成均恒定为：
[] []1
21
d M
d M
=。

……………………………………………………………（2分）4、可作悬浮剂的物质有：水溶性聚合物如聚乙烯醇、明胶和苯乙烯-马来酸酐共聚物等，水不溶性无机物如碳酸镁、碳酸钡和硫酸钡等。

（2分）它们的作用都是使液滴表面形成保护层，防止液滴的并合或粘结。

但二者的作用机理不同，水溶性聚合物如聚乙烯醇的水溶液，可降低液滴的表面张力，有利于单体分散
成小液滴。

并能吸附在液滴表面形成保护层。

（2分）同时，又能增加介质的粘度，阻碍液滴的碰撞粘结；明胶的作用类似，但使用时必须把介质的pH 控制在等电点以下，以防止明胶析出；（2分）不溶于水的无机盐如碳酸镁的作用，则是吸附在小液滴的表面起机械隔离，阻止其相互粘结。

（2分）
5、乳化剂虽不参加反应，但能形成胶束，参与形成乳胶粒。

而乳胶粒是乳液聚合反应的场所。

（2分）根据乳液聚合动力学方程可知，乳化剂用量大，形成的乳胶粒数N 多，聚合反应速率p R 快，聚合物的平均聚合度n X 大。

（2分）
…………………………………………………………………………………………（2分）
ρ
2)(N
M c k X p n ∙=
……………………………………………（2分）
四、计算题（每题10分，共20分）
1、设体系中二元酸或二元醇的起始官能团数为N a ，则其摩尔数为N a /2
则醋酸的摩尔数为1.5％·N a /2即为N c ，即外加酸的摩尔数
9852.0%
5.111
2
%5.122=+=
⨯
⨯+=
+=
∴a a a
c
a a
N N N N N N r …………………（1分）
∴当P ＝0.995时
5.80995
.09852.029852.019852
.01211=⨯⨯-++=-++=
rP r r X n ……………………（2分）
当P ＝0.999时
4.118999
.09852.029852.019852
.01211=⨯⨯-++=-++=
rP r r X n …………………（2分）
当外加1mol ％的醋酸时，2
%1a
c N N ⨯=
9901.0%111
2%122=+=⨯
⨯+=+=∴a a a c
a a N N N N N N r ……………………（1分）
当P ＝0.995时
A
N N c k R 210×(M)
=3
p p
5.100995
.09901.029901.019901
.01211=⨯⨯-++=-++=
rP r r X n …………………（2分）
当P ＝0.999时
5.167999
.09901.029901.019901
.01211=⨯⨯-++=-++=
rP r r X n ………………（2分）
2、解：（1）k 12=k 11/r 1=49/0.64=76.56L/(C.s)，
k 21=k 22/r 2=25.1/1.38=18.19L/(mol.s)………………………………（2分）
（2）1/r 1为丁二烯单体的相对活性、1/r 2为苯乙烯单体的相对活性。

1/r 1=1.56>1/r 2=0.725说明丁二烯单体活性较苯乙烯单体活性大，又因为k 12>k 22说明丁二烯自由基活性较苯乙烯自由基活性小。

……（3分） （3）两种单体共聚属无恒比点的非理想共聚，共聚物组成方程为
F 1=(r 1f 12+f 1f 2)/(r 1f 12+2f 1f 2+r 2f 22)，………………………………（3分） 代入r 1和r 2值，作图如下
（4）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丁二烯单体，以保证原配比基本保持恒定。

…………………………（2分）。