潘祖仁版高分子化学各章名词解释

合集下载

高分子化学潘祖仁复习资料

第一章绪论思考题1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义，以及它们之间的相互关系和区别。

答：合成聚合物的原料称做单体，如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯，缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。

在聚合过程中，单体往往转变成结构单元的形式，进入大分子链，高分子由许多结构单元重复键接而成。

在烯类加聚物中，单体单元、结构单元、重复单元相同，与单体的元素组成也相同，但电子结构却有变化。

在缩聚物中，不采用单体单元术语，因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出，结构单元的元素组成不再与单体相同。

如果用2种单体缩聚成缩聚物，则由2种结构单元构成重复单元。

聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。

聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。

以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值，以DP表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以x n表示。

2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义，以及它们之间的关系和区别。

答：合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。

聚合物（polymer）可以看作是高分子（macromolecul® 的同义词，也曾使用large or big molecule 的术语。

从另一角度考虑，大分子可以看作1条大分子链，而聚合物则是许多大分子的聚集体。

根据分子量或聚合度大小的不同，聚合物中又有低聚物和高聚物之分，但两者并无严格的界限，一般低聚物的分子量在几千以下，而高聚物的分子量总要在万以上。

多数场合，聚合物就代表高聚物，不再标明“高”字。

齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物，属于低聚物的范畴。

低聚物的含义更广泛一些。

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。

《高分子化学》考研潘祖仁版2021考研复习笔记

《高分子化学》考研潘祖仁版2021考研复习笔记第1章绪论1.1 复习笔记【通关提要】通过本章的学习，了解聚合反应的机理特征，掌握聚合度、数均分子量、重均分子量和分子量分布指数的计算。

【知识框架】【重点难点归纳】一、高分子的基本概念1聚合度（见表1-1-1）表1-1-1 聚合度的基本知识2三大合成材料（1）合成树脂和塑料。

（2）合成纤维。

（3）合成橡胶。

二、聚合物的分类和命名1分类（见表1-1-2）表1-1-2 聚合物的分类2命名（见表1-1-3）表1-1-3 聚合物的命名三、聚合反应1按单体-聚合物结构变化分类分为缩聚反应、加聚反应和开环聚合。

2按聚合机理和动力学分类分为：逐步聚合和连锁聚合。

四、分子量及其分布1平均分子量（见表1-1-4）表1-1-4 平均分子量2分子量分布分子量分布有两种表示方法：（1）分子量分布指数（2）分子量分布曲线如图1-1-1所示，、、依次增大。

数均分子量接近于最可几分子量。

平均分子量相同，其分布可能不同，因为同分子量部分所占百分比不一定相等。

分子量分布也是影响聚合物性能的重要因素。

图1-1-1 分子量分布曲线五、大分子微结构1大分子和结构单元关系大分子具有多层次微结构，由结构单元及其键接方式引起，包括结构单元的本身结构、结构单元相互键接的序列结构、结构单元在空间排布的立体构型等。

结构单元由共价键重复键接成大分子。

2大分子的立体构型（见表1-1-5）表1-1-5大分子的立体构型六、线形、支链形和交联形聚合物（见表1-1-6）表1-1-6 线形、支链形和交联形聚合物七、凝聚态和热转变1凝聚态聚合物凝聚态可以粗分成非晶态（无定形态）和晶态两类。

聚合物的结晶能力与大分子主链、侧基的微结构有关，涉及规整性、链柔性、分子间力等。

结晶程度还受拉力、温度等条件的影响。

2玻璃化温度和熔点非晶态热塑性聚合物低温时呈玻璃态，受热至某一温度范围，则转变成高弹态，这一转变温度特称作玻璃化温度T g，代表链段解冻开始运动的温度。

潘祖仁《高分子化学》笔记和课后习题(含考研真题)详解(1-3章)【圣才出品】

②测定方法
光散射法、凝胶渗透色谱法。
5 / 145

（3）粘均分子量
①定义式
M =（
miM i ）1 =（ mi
niMi+1 ）１ ni Mi
式中α是高分子稀溶液特性粘数-分子量关系式＝ KM 中的指数，一般为 0.5～0.9。
②测定方法
其测定方法为粘度法。
①以大分子链中的结构单元数目表示，记作 X n ； ②以大分子链中的重复单元数目表示，记作 DP 。
（2）关系式 ①由一种结构单元组成的高分子
M = Xn M0 = DP M0
式中 M 是高分子的分子量；M0 是结构单元的分子量。
1 / 145

②由两种结构单元组成的高分子
c．除微量引发剂外，体系始终由单体和高分子聚合物组成，没有分子量递增的中间产物；
d．分子量随时间无变化或变化甚微，但转化率随时间而增大，单体则相应减少。活性阴离子聚合中分子量随转化率的增大而线性增加。
四、分子量及其分布
1．平均分子量
（1）数均分子量 Mn
Hale Waihona Puke m= niniMi = ni
mi （mi Mi
1.2 课后习题详解
（一）思考题 1．举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义，以及它们之间的相互关系和区别。
6 / 145

答：（1）单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节的含义 ①单体是指合成聚合物的低分子化合物，如加成聚合中的乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯，缩合聚合中的己二酸和己二胺、乙二醇和对苯二甲酸等。 ②单体单元是指与单体中原子种类及个数相同，仅电子结构有所改变的单元。 ③结构单元是指构成高分子链并决定高分子性质的最小结构单位。 ④重复单元是指聚合物链上化学组成和结构相同的最小单元。 ⑤链节是指重复单元或结构单元的俗称，许多重复单元或结构单元连接成线性大分子，类似一条链子，因此重复单元或结构单元又称链节。（2）它们之间的相互关系和区别烯类加聚物中，单体单元、结构单元、重复单元、链节相同，如聚氯乙烯。

潘祖仁《高分子化学》笔记和课后习题(含考研真题)详解(绪论)【圣才出品】

圣才电子书

差别很大；
十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
b．链引収是活性种的形成，活性种不单体加成，使链迅速增长，活性种的破坏就是链
终止；
c．除微量引収剂外，体系始终由单体和高分子聚合物组成，没有分，但转化率随时间而增大，单体则相应减少。活性
圣才电子书

间的相互关系和区别。
十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
答：（1）单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节的含义
①单体是指合成聚合物的低分子化合物，如加成聚合中的乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯，
缩合聚合中的己二酸和己二胺、乙二醇和对苯二甲酸等。
②单体单元是指不单体中原子种类及个数相同，仅电子结构有所改变的单元。
（2）连锁聚合
①定义
连锁聚合是指由活性中心引収单体迅速连锁增长的聚合反应。
②类型
连锁聚合从活性种开始，活性种可以是自由基、阴离子或阳离子，根据活性种的丌同，
连锁聚合可以分为自由基聚合、阴离子聚合和阳离子聚合。
②特征
a．聚合过程由链引収、链增长、链终止等基元反应组成，各基元反应的速率和活化能
4 / 19
M Xn M0 2DP M0
式中 M0 是两种结构单元的平均分子量。 5．三大合成材料（1）合成树脂和塑料；（2）合成纤维；（3）合成橡胶。
二、聚合物的分类和命名 1．分类（1）按单体来源天然高分子、合成高分子、改性高分子。（2）按材料性能和用递合成树脂和塑料、合成橡胶、合成纤维、涂料、胶粘剂、功能高分子。（3）按高分子主链结构 ①碳链聚合物大分子主链完全由碳原子组成。 ②杂链聚合物大分子主链中除碳原子外，还有氧、氮、硫等杂原子。 ③元素有机聚合物大分子主链中没有碳原子，主要有硅、硼、铝和氧、氮、硫、磷等原子，但侧基多半是

第二章高分子化学潘祖仁

n HO-R-OH + n HOOC-R’-COOH H-(ORO-OCR’CO)n-OH + (2n-1) H2O
聚醚化反应：二元醇与二元醇反应，聚醚化反应：二元醇与二元醇反应，
n HO-R-OH + n HO-R’-OH H-(OR-OR’)n-OH + (2n-1) H2O
3
第二章逐步聚合反应
缩聚反应常用的官能团：缩聚反应常用的官能团：—OH、—COOH、、、 —NH2、—COX（酰卤）、）、—COOR（酯基）、（酰卤）、（酯基）、 —OCOCO—（酸酐）、）、—H、—X、—SO3H、（酸酐）、、、、 —SO2Cl等。等
16
第二章逐步聚合反应
基本特征：基本特征：聚合反应是通过单体功能基之间的反应逐步进行的反应是通过单体功能基之间的反应逐步进行的；（1）聚合反应是通过单体功能基之间的反应逐步进行的；每步反应的机理相同，因而反应速率和活化能相同；（2）每步反应的机理相同，因而反应速率和活化能相同；（3）反应体系始终由单体和分子量递增的一系列中间产物组成，单体及任何中间产物两分子间都能发生反应；组成，单体及任何中间产物两分子间都能发生反应；聚合产物的分子量是逐步增大的，（4）聚合产物的分子量是逐步增大的，反应中有小分子脱出。（5）反应中有小分子脱出。
11
第二章逐步聚合反应
2 缩聚反应
2.1 缩合反应
在有机化学中，在有机化学中，典型的缩合反应如醋酸和乙醇的酯化反应。除了得到主产物醋酸乙酯外，还有副产物水。反应。除了得到主产物醋酸乙酯外，还有副产物水。
CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O
反应物分子中能参与反应的官能团数称为官能度。反应物分子中能参与反应的官能团数称为官能度。醋酸和乙醇中都只有一个能参与反应的官能团，因此都是单酸和乙醇中都只有一个能参与反应的官能团，因此都是单官能团物质。上述体系称为1 1官能度体系。官能团物质。上述体系称为1—1官能度体系。

高分子化学第五版潘祖仁版课后习题复习资料（最全面）（精华版）

第一章绪论摸索题1. 举例说明单体，单体单元，结构单元，重复单元，链节等名词的含义，以及它们之间的相互关系和区分；答：合成聚合物的原料称做单体，如加聚中的乙烯，氯乙烯，苯乙烯，缩聚中的己二胺和己二酸，乙二醇和对苯二甲酸等；在聚合过程中，单体往往转变成结构单元的形式，进入大分子链，高分子由很多结构单元重复键接而成；在烯类加聚物中，单体单元，结构单元，重复单元相同，与单体的元素组成也相同，但电子结构却有变化；在缩聚物中，不采纳单体单元术语，由于缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出，结构单元的元素组成不再与单体相同；假如用2 种单体缩聚成缩聚物，就由 2 种结构单元构成重复单元；聚合物是指由很多简洁的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106 的同系物的混合物；聚合度是衡量聚合物分子大小的指标；以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值，以DP 表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以X表n 示；2. 举例说明低聚物，齐聚物，聚合物，高聚物，高分子，大分子诸名词的的含义，以及它们之间的关系和区分；答：合成高分子多半是由很多结构单元重复键接而成的聚合物；聚合物（polymer）可以看作是高分子（macromolecule）的同义词，也曾使用large or big molecule的术语；从另一角度考虑，大分子可以看作 1 条大分子链，而聚合物就是很多大分子的集合体；依据分子量或聚合度大小的不同，聚合物中又有低聚物和高聚物之分，但两者并无严格的界限，一般低聚物的分子量在几千以下，而高聚物的分子量总要在万以上；多数场合，聚合物就代表高聚物，不再标明“高”字；齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物，属于低聚物的范畴；低聚物的含义更广泛一些；3. 写出聚氯乙烯，聚苯乙烯，涤纶，尼龙-66，聚丁二烯和自然橡胶的结构式（重复单元）；挑选其常用分子量，运算聚合度；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=CHCH 2 -]n自然橡胶-[CH2CH=C(CH 3)CH2-] n聚合物分子量/ 结构单元特点DP=n万分子量/万塑料足够的聚合度，才能800~2400聚氯乙烯达到肯定强度，弱极5~15 960~2900聚苯乙烯性要求较高聚合度；10~30 104 (962~2885)纤维极性，低聚合度就有涤纶足够的强度60+132=1 94~120聚酰胺-66 92 53~80114+112=226橡胶非极性，高分子量才顺-聚丁二给予高弹性和强度25~30 54 4600~5600烯(4630-5556)20~40 68 2900~5900自然橡胶(2941-5882)4. 举例说明和区分：缩聚，聚加成和逐步聚合，加聚，开环聚合和连锁聚合；答：按单体-聚合物组成结构变化，可将聚合反应分成缩聚，加聚，开环聚合三大类；而按机理，可分成逐步聚合和连锁聚合两类；1）缩聚，聚加成和逐步聚合缩聚是官能团单体间多次缩合反应的结果，除了缩聚物为主产物外，仍有低分子副产物产生，缩聚物和单体的元素组成并不相同；逐步聚合是无活性中心，单体中不同官能团之间相互反应而逐步增长，每步反应的速率和活化能大致相同；大部分缩聚属于逐步聚合机理，但两者不是同义词；聚加成反应是含活泼氢功能基的亲核化合物与含亲电不饱和功能基的亲电化合物之间的聚合；属于非缩聚的逐步聚合；2）加聚，开环聚合和连锁聚合加聚是烯类单体加成聚合的结果，无副产物产生，加聚物与单体的元素组成相同；连锁聚合由链转移，增长，终止等基元反应组成，其活化能和速率常数各不相同；多数烯类单体的加聚反应属于连锁聚合机理；环状单体 -键断裂后而聚合成线形聚合物的反应称作开环聚合；近年来，开环聚合有了较大的进展，可另列一类，与缩聚和加聚并列；开环聚合物与单体组成相同，无副产物产生，类似加聚；多数开环聚合物属于杂链聚合物，类似缩聚物；5. 写出以下单体的聚合反应式，以及单体，聚合物的名称；d. CH 2 -CH 2b. CH 2=C(CH 3) 2 a. CH 2=CHFc. HO(CH 2 )5COOH | | e. NH 2(CH 2)6NH + HOOC(CH 2 )4COOH CH 2 -O答：序号单体聚合物-[-CH 2-CHF-]- n 聚氟乙烯CH 2=CHF 氟乙烯 a -[-CH 2-C(CH 3)2-]- n 聚异丁烯 CH 2=C(CH 3)2 异丁烯 b -[-O(CH 2)5CO-]- n 聚己内酯HO(CH 2)5COOH -羟 c基己酸CH 2CH 2CH 2O 丁氧环 d -[-CH 2CH 2CH 2O-]- n聚氧三亚甲基└—-—— ──┘ NH 2(CH 2)6NH 己二胺 e -[-NH(CH 2)6NHCO(CH 2)4CO-]- n 聚己二酰己二胺（聚酰+ 胺-66，尼龙 66）HOOC(CH 2)4COOH 己二酸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，缩聚仍是开环聚合，连锁聚合仍是逐步聚合？—[CH 2=C(CH 3)2] n a. 答： c. — b. [NH(CH 2)6NHCO(CH 2) 4CO]n — ——[NH(CH 2)5 CO]—n — d. [CH 2C(CH 3)=CHCH 2]n— 序号单体聚合物加聚，缩聚连锁，逐步或开环聚合聚合异丁聚异丁烯加聚连锁a CH 2=C(CH 3)2 烯NH 2(CH 2)6NH 2 己二聚已二酰己缩聚逐步b 胺，二胺，尼龙HOOC(CH 2)4COOH 66己二酸尼龙开环逐步（水或NH(CH 2)5CO 己内 6 c 酰胺酸作催化剂）或连锁└———— ┘（碱作催化剂）聚异戊二烯加聚连锁d CH2=C(CH 3)-CH=CH2异戊二烯7. 写出以下聚合物的单体分子式和常用的聚合反应式：聚丙烯腈，自然橡胶，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→自然橡胶：异戊二烯CH2=C(CH 3)-CH=CH 2→丁苯橡胶：丁二烯+苯乙烯CH2=CH-CH=CH 2+CH2=CH-C6H5→聚甲醛：甲醛CH2OCH 3 OH CH3CH 3OCH 3 +O2n聚苯醚：2，6 二甲基苯酚聚四氟乙烯：四氟乙烯CF2=CF2→2CH3 Cl-Si-ClCH3 H 2O-HClO-Si n聚二甲基硅氧烷：二甲基硅氧烷CH3CH 38. 举例说明和区分线形结构和体形结构，热塑性聚合物和热固性聚合物，非晶态聚合物和结晶聚合物；答：线形和支链大分子依靠分子间力集合成聚合物，聚合物受热时，克服了分子间力，塑化或熔融；冷却后，又凝结成固态聚合物；受热塑化和冷却固化可以反复可逆进行，这种热行为特称做热塑性；但大分子间力过大（强氢键）的线形聚合物，如纤维素，在热分解温度以下，不能塑化，也就不具备热塑性；带有潜在官能团的线形或支链大分子受热后，在塑化的同时，交联成体形聚合物，冷却后固化；以后受热不能再塑化变形，这一热行为特称做热固性；但已经交联的聚合物不能在称做热固性；聚氯乙烯，生橡胶，硝化纤维：线形，热塑性纤维素：线形，不能塑化，热分解酚醛塑料模制品，硬橡皮：交联，已经固化，不再塑化9. 举例说明橡胶，纤维，塑料的结构-性能特点和主要差别；答：现举纤维，橡胶，塑料几例及其聚合度，热转变温度，分子特性，集合态，机械性能等主要特点列于下表；聚合物聚合分子集合态机械性能Tg/ Tm/度℃℃特性纤涤纶90~12 极性晶态高强高模69 258维量尼龙晶态高强高模强极50~80 50 265性量-66橡顺丁高弹态低强高弹非极~5000 -10 -胶橡胶性性8硅橡高弹态低强高弹非极5000~ -12 -40胶性性1 万3塑聚乙非极晶态中强低模1500~ -12 130料烯 1 万性量5聚氯极性玻璃态中强中模600~1 81 -乙烯量600纤维需要有较高的拉伸强度和高模量，并期望有较高的热转变温度，因此多项用带有极性基团（特别是能够形成氢键）而结构简洁的高分子，使集合成晶态，有足够高的熔点，便于烫熨；强极性或氢键可以造成较大的分子间力，因此，较低的聚合度或分子量就足以产生较大的强度和模量；橡胶的性能要求是高弹性，多项用非极性高分子，分子链柔顺，呈非晶型高弹态，特点是分子量或聚合度很高，玻璃化温度很低；塑料性能要求介于纤维和橡胶之间，种类繁多，从接近纤维的硬塑料（如聚氯乙烯，也可拉成纤维）到接近橡胶的软塑料（如聚乙烯，玻璃化温度极低，类似橡胶）都有；低密度聚乙烯结构简洁，结晶度高，才有较高的熔点（130℃）；较高的聚合度或分子量才能保证聚乙烯的强度；等规聚丙烯结晶度高，熔点高（175℃），强度也高，已经进入工程塑料的范畴；聚氯乙烯含有极性的氯原子，强度中等；但属于非晶型的玻璃态，玻璃化温度较低；使用范畴受到限制；10. 什么叫玻璃化温度？橡胶和塑料的玻璃化温度有何区分？聚合物的熔点有什么特点？答：玻璃化温度及熔点是最重要的热转变温度；玻璃化温度是聚合物从玻璃态到高弹态的热转变温度；受外力作用，玻璃态时的形变较小，而高弹态时的形变较大，其转折点就是玻璃化温度，可用膨胀计或热机械曲线仪进行测定；玻璃化温度是非晶态塑料（如聚氯乙烯，聚苯乙烯等）的使用上限温度，是橡胶（如顺丁橡胶，自然橡胶等）的使用下限温度；引入极性基团，位阻较大的芳杂环和交联是提高玻璃化温度的三大途径；熔点是晶态转变成熔体的热转变温度；高分子结构复杂，一般聚合物很难结晶完全，因此往往有一熔融范畴；熔点是晶态聚合物的使用上限温度；规整的微结构，适当极性基团的引入都有利于结晶，如低密度聚乙烯，等规聚丙烯，聚四氟乙烯，聚酰胺 -66 等；在聚合物合成阶段，除平均分子量和分布外，玻璃化温度和熔点往往是需要表征的重要参数；运算题1. 求以下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n i M i n i 10 m im n i M n (m i / M )i 5 13857610 / 30000 5 / 70000 1 / 100000 质均分子量m i M im i10 * 30000 M w i M w i5 * 70000 1 * 1000004687610 5 1分子量分布指数 2. 等质量的聚合物 M / M n =46876/38576=w A 和聚合物 B 共混，运算共混物的 M 和 M w ； n 聚合物 A ： =90,000；n =35,000, =15,000, M M w 聚合物 B ： M =300,000M n w 2mM 21000n m M nA m M nB解： wA m.M wBM 195000w 2m 第 2 章缩聚与逐步聚合运算题1. 通过碱滴定法和红外光谱法，同时测得 21.3 g 聚己二酰己二胺试 10-3mol 羧基；样中含有依据这一数据，运算得数均分子量为 8520；运算时需作什么假定？如何通过试验来确定的牢靠性？如该假定不行靠，怎样由试验来测定正确的值？m iN i * 10解： M 21.3g ， M 3* 10 ， 8520 ， m N n i n i 3 上述运算时需假设：聚己二酰己二胺由二元胺和二元酸反应制得，每个大分子链平均只含一个羧基，且羧基数和胺基数相等；可以通过测定大分子链端基的 COOH 和 NH 2 摩尔数以及大分子的摩尔数来验证假设的牢靠性，假如大分子的摩尔数等于 COOH 和 NH 2的一半时，就可假定此假设的牢靠性；用气相渗透压法可较精确地测定数均分子量，得到大分子的摩尔数；碱滴定法测得羧基基团数，红外光谱法测得羟基基团数2. 羟基酸 HO-(CH 2)4-COOH 进行线形缩聚，测得产物的质均分子量为 18,400 g/mol -1，试运算： a. 羧基已经醌化的百分比 . 数均聚合 b 度结构单元数 c. Xn解：已知 18400, M 100M M w 0 1 1 p 得：，故已酯化羧基百分数为 p依据 98.9%；w 和 X X wwM 0M M w 1 P, M n9251nM M 9251 100n Xn3. 等摩尔己二胺和己二酸进行缩聚，反应程度 p 为 0，0，0，X n M ，DP 和数均分子量 n，，，，，试求数均聚合度并作 X n － p 关系图；解： p00 1 2 510 20 50 100 200X n1 pDP=X n /2 1 5 10 25 50 100； M n =113 244 583 1148 2278 3781 5668 1131 2261 X n =18888. 等摩尔的乙二醇和对苯二甲酸在280℃下封管内进行缩聚，平稳常数 K=4，求最终 X n ；另在排除副产物水的条件下缩聚，欲得 X n 100 ，问体系中残留水分有多少？ 1 解： 1 3X K n1 p1 K pn wK n wX 100n 1 p4n w4 * 10 mol / L9. 等摩尔二元醇和二元酸缩聚，另加醋酸 1.5%，p=0.995 或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 ，就醋酸的摩尔数为' b； N =2mol ， N =2mol ，molN a bN a 2Nb2 2*r, 2 N b 当时，1 r r 2rp1 *X n1 1当时，1 r r 2rp12 * 0.985 *X n1 110. 尼龙 1010 是依据 1010 盐中过量的癸二酸来掌握分子量，假如要求分子量为 20000，问 1010 盐的酸值应当是多少？（以 mg KOH/g 计）解：尼龙 1010 重复单元的分子量为 338，就其结构单元的平均分子量 M=16920000 169Xn假设反应程度 p=1，1 r r 2rp1 1 r rX n, r1 + -尼龙 1010 盐的结构为： NH 3 （CH 2）NH 3OOC （ C H 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）3，就 (N bN a ) * M ( KOH ) * 21) * 56 * 2 374酸值5.18( mgKOH / g1010盐 )N a * M 101011. 己内酰胺在封管内进行开环聚合；按 1 mol 己内酰胺计，加有水，醋酸，测得产物的端羧基为19.8 mmol ，端氨基；从端基数据，运算数均分子量；解： NH(CH 2)5CO +H 2O ———— HO-CO （CH 2） 5NH-H└-------┘NH(CH 2)5CO +CH 3COOH ———— HO-CO （ CH 2）5NH-COCH3 └-------┘M=113m n i1 * 113 17 *1 *43 *M n13. 邻苯二甲酸酐与甘油或季戊四醇缩聚，两种基团数相等，试求： a. 平均官能度b. 按 Carothers 法求凝胶点c. 按统计法求凝胶点解： a ，平均官能度：3 * 2 3 2 * 321）甘油： f2 * 2 2 4 * 112）季戊四醇： fb ， Carothers法： 2 f2 1）甘油： pc2 f22）季戊四醇： pc c ， Flory 统计法： 1( f1）甘油： p 0.703, r 1, 1c1/ 2[ r r 2)1( f2）季戊四醇： p 0.577,r 1, 1c2)1 / 2[ r r 16. AA ， B B ，A 3 混合体系进行缩聚， N A0 =N B0， A 3 中 A 基团数占混合物中 A 总数（）的 10% ，试求时的以及 =200X n X n 时的 p ；解： N A0 =N B0，A 3 中A 基团数占混合物中 A 总数（）的 10%，就 A 3 中 A 基团数为， A 3 的分子数为 mol ；N A2 ；N A3；N B2N A f AN A N B f B N BN C N Cf C 3 3 f1.52 p fX n2 20.97 * 2 当时，74X n2 2 p fX n200 时， X n2 p218. 制备醇酸树脂的配方为 1.21mol 季戊四醇，邻苯二甲酸酐，丙三羧酸[C 3H5（COOH ）3]，问能否不产生凝胶而反应完全？解：依据配方可知醇过量；2 * *2 0.49 * 3)f2 f ，所以必需掌握反应程度小于过不会产生凝胶；p c第三章自由基聚合（这章比较重要）摸索题2. 以下烯类单体适于何种机理聚合？自由基聚合，阳离子聚合仍是阴离子聚合？并说明缘由；CH 2=CHCl CH 2=CCl CH 2=CHCN CH 2=C(CN)22CH 2=CHCH CH 2=C(CH 3)2 CH 2=CHC 6H 5 CF 2=CF 2 3CH 2=C(CN)COOR CH 2=C(CH 3)-CH=CH 2答：CH2=CHCl：适合自由基聚合，Cl 原子是吸电子基团，也有共轭效应，但均较弱；CH2=CCl2：自由基及阴离子聚合，两个吸电子基团；CH2=CHCN：自由基及阴离子聚合，CN 为吸电子基团；CH2=C(CN)2：阴离子聚合，两个吸电子基团（CN）；CH2=CHCH 3：配位聚合，甲基（CH3）供电性弱；CH2=CHC6H 5：三种机理均可，共轭体系；CF2=CF2：自由基聚合，对称结构，但氟原子半径小；CH2=C(CN)COOR：阴离子聚合，取代基为两个吸电子基（CN 及COOR）CH2=C(CH3)-CH=CH 2：三种机理均可，共轭体系；3. 以下单体能否进行自由基聚合，并说明缘由；CH 2=C(C 6H5)2ClCH=CHCl CH 2=C(CH 3)C2H 5CH 3CH=CHCH 3CH 2=CHOCOCH CH 2=C(CH 3)COOCH33CH 3CH=CHCOOCH CF 2=CFCl3答：CH2=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=CHCH 3：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=CHCOOCH 3：不能，1，2 双取代，位阻效应；CF2=CFCl：能，结构不对称， F 原子小；运算题1. 甲基丙烯酸甲酯进行聚合，试由H 和S 来运算77℃，127℃，177℃，227℃时的平稳单体浓度，从热力学上判定聚合能否正常进行；解：由教材P64 上表3-3 中查得：甲基丙烯酸甲酯，HS K1R HT平稳单体浓度： ( )ln[ M ] S e -3 T=77℃， ln[ M ]eT=127℃ ， ln[ M ] e T=177℃ ， ln[ M ] eT=227℃ ， ln[ M ] e4.94*10 mol/L从热力学上判定，甲基丙烯酸甲酯在77℃， 127℃， 177℃下可 227℃时平稳单体浓度较大；以聚合，在 227℃上难以聚合；由于在2. 60℃过氧化二碳酸二环己酯在某溶剂中分解，用碘量法测定不同时 (s -1)和半衰期间的残留引发剂浓度，数据如下，试运算分解速率常数 (h)；时间 /h DCPD 浓度 /(mol .L -1)4解：过氧化二碳酸二环己酯的分解反应为一级反应，与反应时间的关系为：引发剂浓度变化[ I ]0 [ I ]ln k d tln [ I ] 0 通过以对 t 作图，利用最小二乘法进行回来得一条直线 [ I ]x ，斜率为 -k d ；y得到： k d -1=1.636*10-4s -1 半衰期： ht 1/ 2k d3. 在甲苯中不同温度下测定偶氮二异丁腈的分解速率常数，数据如下，求分解活化能；再求 40℃和 80℃下的半衰期，判定在这两温度下聚合是否有效；温度 /℃ 50 - 6- 5- 5分解速率常 2.64 10103.78 10/s -1数解：分解速率常数，温度和活化能之间存在以下关系：E / RTk d ln k dAeE d / RT ，以 ln k d 对1/ T 作图，斜率为 / R ，截距为 ln A ； ln A E d 采纳最小二乘分法进行回来，得： k d 15116 / TlnE d / R15116E d当 t=40℃ 时7k d exp( 15116 / 313.15 33.936) 5.95 * 10ln 2 * 10t 1/ 2h7当 t=80℃ 时4k d exp( 15116 /33.936) 1.41* 10ln 2 1.41* 10t1/ 24以此可见，在 40℃下聚合时引发剂的半衰期太长，聚合无效，而在 80℃下聚合是有效的；6. 苯乙烯溶液浓度 0.20 mol .L -1, 过氧类引发剂浓度为 4.0 10-3mol.L -1, 在 60℃下聚合，如引发剂半衰期 44h, 引发剂效率， k p =145L .(mol .s)-1，k t107 L .(mol .s)-1, 欲达到 50% 转化率，需多长时间？解：61s1k 4.375 * 10dt 1/ 2当引发剂浓度随时间不变时：fk d k t1 C 11 / 21 / 2ln k p () [ I ] t1 6( * * 10)1/ 2( * 103 )1 / 2tln 145 * 71 * 10t 94 hr7145 * * 10 * 44h,[ I ]随转化率而变 t 1/ 2 1Cfk d k t1 /2 k d t / 2ln2k p ()[ I ](1 e)1 t7. 过氧化二苯甲酰引发某单体聚合的动力学方程为： R p =k P [M]( fk d /k t )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 ， mol .L -1，极限转化率为 10%；如保持聚合时间不变，欲将最终转化率从10％提高到 20％，试求：（ 1）[M] 增加或降低多少倍？（ 2）[I] 增加或降低多少倍？ [I] 改 0 0 0 变后，聚合速率和聚合度有何变化？（ 3）假如热引发或光引发聚合，应当增加或降低聚合温度？ E d ，E p ，E t 分别为 124， 32 和 8kJ.mol -1 ；解：（题意有修改）低转化率下聚合动力学方程：1 / 2fk d k t [ I ]1 / 2R k [ M ]pp 1/ 2[ M ]0 [ M ]fk d k t[ I ]1/ 2tlnk p1 / 2fk dk t令 k k p [ M ]0 [ M ]11/ 21 / 2ln * [ I ]ln* [ I ]kt(1 C )（ 1）当聚合时间固定时，与单体初始浓度无关，故当聚合时间一 C 定时，转变 [ M ]0 不转变转化率；（ 2）当其它条件肯定时，转变 [ I ] 0 ，就有：1 C 11 C 21 /2 1 / 2 ln/ ln[ I ]01/[ I ]021 1[ I ]20% [ I ]10%，即引发剂浓度增加到倍时，聚合转化率可以从 10%增加到 20%；由于聚合速率 1 / 2[ I ] ，故 [ I ] 增加到 4.51 倍时， R 增加倍； R p 00 p聚合度 [ I ]，故[ I ] 0 增加到倍时，1 / 2下降到原先；即X n X n聚合度下降到原先的；（ 3）引发剂引发时，体系的总活化能为：E E t d EE 90kJ / molp22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：E t EE 28kJ / molp2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 E d 在较低的温度下也能聚合，所以无需增加聚合温度；9. 以过氧化二苯甲酰为引发剂，在 60℃进行苯乙烯聚合动力学讨论，数据如下：0.887 g.cm -3； b . 引发剂用量为单体重的a. 60℃苯乙烯的密度为 10-4mol.(L.s)-1；d.聚合度 =2460； e . ； 0.109%； c . R pf. 自由基寿命 =0.82 s ；试求 k d ，k p ，k t ，建立三常数的数量级概念， .]的大小，比较 R I ，R p ， R t 的大小；比较 [M] 和 [M0.887 * 1000104解： [ M ]8.529mol / L 0.887 * 1000 * 0.109%2423[ I ]* 10mol / LR p R t, X nC / 2 D偶合终止：，歧化终止：；X n2460,/ 20.23)4R p0.255 * 108R t 1.6855 * 10 mol /8R R1.6855 * 10 it .88[ M ] R t* 10* * 10mol / L.] [ M ] >> [M 8R i 2 f [ I ]* 10 6 1k d2.64 * 10 S32 * * * 104R p [ M ][ M 0.255* 10 2.163* 102(mol / l .s)k p.8] 8.529* * 10 8R t1.6855* 10 2 * * 107k t4.41* 10 (l / mol.s). 28 22[ M ])可见， k t >>k p ，但 [M]>>[M.] ，因此 R p >>R t ；所以可以得到高分子量的聚合物；10-810-5 10-810-6102 107R d R p k d k p [M] [M ·]× 10-8Rk t t12. 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，mol .L -1 ，过氧化物浓度为 .L -1，初期引发苯乙烯浓度为 10-11 10-7 -1；苯乙烯 -苯速率和聚合速率分别为和 mol .(L .s) 为抱负体系，运算 (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？运算时采纳以下数据：C M =8.0 10-5 ，C I =3.2 10-4， C S 10-6，60℃下苯乙烯密度为g.ml -1，苯的密度 g.ml -1；解：4.0 * 10 11mol /( L.s) 2 fk d [ I ]11R i R iR * 10 9i 2[ I ] fk 2 * 10d 2 *7R p* 10mol /( L .s)104887 (1 ) * 839[ S]9.50mol / L78R p R i375060℃，苯乙烯偶合终止占 375077%，歧化终止占23%；如无链转移，( X n )0C / 2 D0.77 / 2如同时发生单体，引发剂和溶剂转移，就按下式运算：1 X n 1 ( X n ) 0 1[ I ] [ M ] [ S][ M ]C C C MI S546* 10* 10* 10* 10 4X n3717 过氧化物分解产生的自由基平均转移次数R trmR trI R iR trS...k trm [ M ][ M ] k trS [ S][ M ] R ik trI[ I ][ M ] 过氧化物分解产生的自由基平均转移次数 R p R i[ S] [ M ] [ I ][ M ] (C m C SC I) [ S] [ M ] [ I ][ M ] (C m C S C I )54610102.3 10)13. 按上题制得的聚苯乙烯分子量很高，常加入正丁硫醇（ C S =21）调剂，问加多少才能制得分子量为万的聚苯乙烯？加入正丁硫醇后，聚合速率有何变化？（该题虽不是作业，但由于与 12 题有关，所以也附上答案）.L -1，聚合速率60℃，某单体由某引发剂引发本体聚合， mol 与数均聚合度有如下关系：R p / 10 15mol.(L .s)-1X n8350 555 03330 1317 592 358解： ( X n ) 0 37174* 10 104 1X n1[ S] 1 2137175[ S] * 10 mol / L15. 用过氧化二苯甲酰作引发剂，苯乙烯在 60℃下进行本体聚合，试运算链引发，向引发剂转移，向单体转移三部分在聚合度倒数中所占的百分比；对聚合有何影响？运算时用以下数据： [I]=0.04 mol .L -1，f ；k d 10-6s -1，k p =176 L .(mol .s)-1，k t 107 L.(mol .s)-1， -1，C I ；(60℃ g.mL 10-4；C M 解：k p [ M ] 1 [ I ]176*1 / 21 / 2671 / 22( fkdkt)C / 2 2 * (0.8* * 10* * 10* 0.04)1 X nD43* 10 *1.5635 * 10偶合终止：，歧化终止：1X n 1 ( ) 0 79.57%X n C M 1 X n C I 1 X n5.43%15%第 4 章自由基共聚合2，甲基丙烯酸甲酯（ M 1）浓度 =5mol/L ， 5-乙基 -2-乙烯基吡啶浓度 =1mol/L ，竞聚率： r 1，r 2； a ，运算聚合共聚物起始组成（以摩尔分数计）， b ，求共聚物组成与单体组成相同时两单体摩尔配比；解：甲基丙烯酸甲酯（ M 1）浓度为 5mol/L ，5-乙基 -2-乙烯基吡啶浓度为 1mol/L ，所以5 61 60 0 f1, f 2 20 0 0 r 1 2 f 1f 1 f20 F120 0 0 0 r 1 f12 f 1 f2r 2 f2即起始共聚物中，甲基丙烯酸甲酯的摩尔含量为72.5%；由于， r 1<1，r 2<1，此共聚体系为有恒比共聚点的非抱负共聚，在恒比共聚点上配料时，所得的共聚物组成与单体组成相同，有1 r2 F f112 r 1 r 2M 1 f 1 f 217 33所以，两单体摩尔配比为：0 M 23，氯乙烯（ r 1）与醋酸乙烯酯（ r 2）共聚，期望获得初始共聚物瞬时组成和 85% 转化率时共聚物平均组成为 5%（摩尔分数）醋酸乙烯酯，分别求两单体的初始配比；解：（1）当共聚物中醋酸乙烯酯的初始含量为5%时，将0 5% 带入下式：F195%, F22 0 0 0 r 1 2f 1f 1 f20 0 ,F1f120 0 0 0 r 1 f12 f 1 f2r 2 f2M 1 M 2f 1 f 2两单体的初始配比为（ 2）85%转化率时共聚物平均组成为 5%（摩尔分数）醋酸乙烯酯,就F 2F 10 f11 CC f 1 C 85%, F 1 0 ①f1f 10 1 1 f 1F f0.395, C 111f 10 1 1 f1②f 1解得： f 0.868, f 1 1M 1 M 2f 1 f 2469 31两单体的初始配比为0 ＝4，两单体竞聚率为 r 1， r 2，摩尔配比 =50：50，对下列关系进行运算和作图： a ，残余单体组成和转化率；b ，瞬时共聚物组成与转化率； c ，平均共聚物组成与转化率； d ，共聚物组成分布；解： a ，残余单体组成和转化率：2r 10.9 , r 2ff1r 2 r 1,0.0905,91 r 21 r 11 r 1 r 1r2 1 1 r 210.0905,1 r 22 r 1 r 21090 f 1 f 1f 2 f 2f1f 11 f 1 f 1C 110 0 f 1的关系图见图 4-16； C-f1 b ，瞬时共聚物组成与转化率：2 2r 1 f 1f 1 f 2r f 1 f 1 (1 f 1 ) F 12 2 22)2r f2 f f f f2 f (1 f ) 0.083(1 f 1 11 2 2 11 1 1 c ，平均共聚物组成与转化率：f(1 C ) f C(1 CC) f 11 1 F 1d ，共聚物组成分布如下表C f 1 F F1 0图C-f 1- F-关系曲线图4-8 F第 5 章聚合方法运算题2. 运算苯乙烯乳液聚合速率和聚合度；已知： 60℃时， k p =176L(mol .s)-1， .L -1，1014/ml ， =1.1 1012(mol .s)-1331410 Nk p [ M ]10 * 3.2 * 10 * 176* 2 * 6.023* 10234解： R 2.34* 10p2N A14Nk p [M ]* 10* 176 * 55X n2.56 * 1012* 103. 比较苯乙烯在 60℃下本体聚合和乳液聚合的速率和聚合度；乳胶粒数 =1.0 1015ml -1，[M]=5.0mol .L -1， 1012 个(ml .s)-1；两 k p =176L(mol .s)-1 , 107L(mol .s)-1；体系的速率常数相同： k t解：本体聚合：12 * 10121.s91mol.l .sR 8.3* 10 1* 101i23N A6.023* 101 / 21 / 29 R i 2k t* 10 69.45* 10R p k p [ M ]176 * *72 * * 102 22 2k p[ M ] 176 * 531.138 * 10762k t R p2 * * 10* 9.45 * 1011380.77 / 2 X nC / 2 D33 1510 Nk p [ M ]2N A10 * 1.0 * 10 * 176* 5乳液聚合： 4R * 10p232 * 6.023* 10153Nk p [ M ]n1 * 10 * 176 * 5 * 10 *4X n* 10125 * 104. 经典乳液聚合配方如下：苯乙烯 100g ，水 200g ，过硫酸钾，硬脂酸钠 5g ；试运算：－ 1a ，溶于水中的苯乙烯分子数 ) ，已知： 20℃溶解度为 (ml 1023mol -1；水，阿佛伽德罗数N A－ 1b ，单体液滴数 (ml )；条件：液滴直径 1000nm ，苯乙烯溶解和增溶量共 2g ，苯乙烯密度为 .cm -3；－1c ，溶于水中的钠皂分子数，条件：硬脂酸钠的 CMC 为(ml ) .L -1，分子量为；－ 1d ，水中胶束数 (ml )；条件：每胶束由 100 个肥皂分子组成；－ 1 e ，水中过硫酸钾分子数 (ml ) ，条件：分子量为 270；( 分子 .ml -1.s -1)；条件：f ，初级自由基形成速率 50 ℃时，10-7s -1；k d－ 1g ，乳胶粒数 (ml ) ；条件：粒径 100nm ，无单体液滴；已知：苯乙烯密度 g.cm -3，聚苯乙烯密度1.05 g.cm -3，转化率 50% ；解： a. 20℃溶解度水，溶于水的苯乙烯质量：m 2m 1 s 100* ；m 2M 2320苯乙烯的分子数：（阿N N A n N A 6.023* 10 *2.316* 10 104N A =6.023 1023mol -1）佛伽德罗数 200 g 1g / ml水的体积： 200 m lVN V溶于水的苯乙烯的分子数： 'N18* 10分子 / mlb. 液滴直径 1000nm=10-4cm ， 13cm3每个液滴体积： 3d 4 3) 1 / 6 1/ 6 * * (10 * 10每个液滴质量： 13134.71* 10 g （苯乙烯密度m V5.236 * 10*为 .cm -3）苯乙烯溶解和增溶量共2g ，每 ml 水中分散的苯乙烯质量：100 2002 m 总0.49g / ml4.71* 10单体液滴数：* 1012分子 /ml1323* * 10 － 1c. 溶于水中的钠皂分子数 (ml ) ： N * 1017310分子 /ml－ 1d. 水中胶束数 (ml )： 5体系中钠皂总分子数：23* 6.023 * 1021* 10体系中溶解在水中的钠皂总分子数：分子 /ml270－ 1 23* 6.023 * 10 18/ 200 * 10 分e. 水中过硫酸钾分子数 (ml ) ：子/ml 子 .ml -1 .s -1) 初级自由基形成速率分：f.((分子 .ml -1 .s -1)2 * * 10* 3.346 * 101876.358 * 10122k [ I ] d100 * 50%100 * 50%－ 1乳胶粒数 (ml ) ： N'171.97 * 10 g. 7)34 / 3 * * (100 / 2 * 10 17N ' V1.97 * 10 2009.85 * 10分子 .ml -1.s-114N。

高分子化学(第五版)潘祖仁版课后习题答案解析

第一章绪论思考题1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义，以及它们之间的相互关系和区别。

答：合成聚合物的原料称做单体，如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯，缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。

在聚合过程中，单体往往转变成结构单元的形式，进入大分子链，高分子由许多结构单元重复键接而成。

在烯类加聚物中，单体单元、结构单元、重复单元相同，与单体的元素组成也相同，但电子结构却有变化。

在缩聚物中，不采用单体单元术语，因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出，结构单元的元素组成不再与单体相同。

如果用2种单体缩聚成缩聚物，则由2种结构单元构成重复单元。

聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。

聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。

以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平X表示。

均值，以DP表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以n2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义，以及它们之间的关系和区别。

答：合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。

聚合物（polymer）可以看作是高分子（macromolecule）的同义词，也曾使用large or big molecule的术语。

从另一角度考虑，大分子可以看作1条大分子链，而聚合物则是许多大分子的聚集体。

多数场合，聚合物就代表高聚物，不再标明“高”字。

齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物，属于低聚物的范畴。

低聚物的含义更广泛一些。

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4. 举例说明和区别：缩聚、聚加成和逐步聚合，加聚、开环聚合和连锁聚合。

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1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义，以及它们之间的相互关系和区别。

答：合成聚合物的原料称做单体，如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯，缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。

在聚合过程中，单体往往转变成结构单元的形式，进入大分子链，高分子由许多结构单元重复键接而成。

在烯类加聚物中，单体单元、结构单元、重复单元相同，与单体的元素组成也相同，但电子结构却有变化。

在缩聚物中，不采用单体单元术语，因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出，结构单元的元素组成不再与单体相同。

如果用2种单体缩聚成缩聚物，则由2种结构单元构成重复单元。

聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。

聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。

以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值，以DP表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以X表n 示。

2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义，以及它们之间的关系和区别。

答：合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。

聚合物（polymer）可以看作是高分子（macromolecule）的同义词，也曾使用large or big molecule的术语。

从另一角度考虑，大分子可以看作1条大分子链，而聚合物则是许多大分子的聚集体。

多数场合，聚合物就代表高聚物，不再标明“高”字。

齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物，属于低聚物的范畴。

低聚物的含义更广泛一些。

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。

高分子化学答案(第五版) 潘祖仁版

第一章绪论思考题1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义，以及它们之间的相互关系和区别。

答：合成聚合物的原料称做单体，如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯，缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。

在聚合过程中，单体往往转变成结构单元的形式，进入大分子链，高分子由许多结构单元重复键接而成。

在烯类加聚物中，单体单元、结构单元、重复单元相同，与单体的元素组成也相同，但电子结构却有变化。

在缩聚物中，不采用单体单元术语，因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出，结构单元的元素组成不再与单体相同。

如果用2种单体缩聚成缩聚物，则由2种结构单元构成重复单元。

聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。

聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。

以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值，以DP表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以X表示。

n2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义，以及它们之间的关系和区别。

答：合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。

聚合物（polymer）可以看作是高分子（macromolecule）的同义词，也曾使用large or big molecule的术语。

从另一角度考虑，大分子可以看作1条大分子链，而聚合物则是许多大分子的聚集体。

多数场合，聚合物就代表高聚物，不再标明“高”字。

齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物，属于低聚物的范畴。

低聚物的含义更广泛一些。

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。

浙江大学高分子化学(潘祖仁)名词解释

第一章绪论（Introduction）高分子化合物（High Molecular Compound）：所谓高分子化合物，系指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在一万以上的化合物。

单体（Monomer）：合成聚合物所用的-低分子的原料。

如聚氯乙烯的单体为氯乙烯。

重复单元（Repeating Unit）：在聚合物的大分子链上重复出现的、组成相同的最小基本单元。

如聚氯乙烯的重复单元为。

单体单元（Monomer Unit）：结构单元与原料相比，除了电子结构变化外，其原子种类和各种原子的个数完全相同，这种结构单元又称为单体单元。

结构单元（Structural Unit）：单体在大分子链中形成的单元。

聚氯乙烯的结构单元为。

聚合度（DP、X n）(Degree of Polymerization) ：衡量聚合物分子大小的指标。

以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值，以表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以表示。

聚合物是由一组不同聚合度和不同结构形态的同系物的混合物所组成，因此聚合度是一统计平均值，一般写成、。

聚合物分子量（Molecular Weight of Polymer）：重复单元的分子量与重复单元数的乘积；或结构单元数与结构单元分子量的乘积。

数均分子量 (Number-average Molecular Weight)：聚合物中用不同分子量的分子数目平均的统计平均分子量。

，N i：相应分子所占的数量分数。

重均分子量（Weight-average Molecular Weight）：聚合物中用不同分子量的分子重量平：相应的分子所占的重量分数。

均的统计平均分子量。

，W粘均分子量（Viscosity-average Molecular Weight）：用粘度法测得的聚合物的分子量。

分子量分布（Molecular Weight Distribution, MWD ）：由于高聚物一般由不同分子量的同系物组成的混合物，因此它的分子量具有一定的分布，分子量分布一般有分布指数和分子量分布曲线两种表示方法。

潘祖仁《高分子化学》名校考研真题及详解(自由基聚合)【圣才出品】

第3章自由基聚合一、选择题1．一般自由基聚合反应进行到一定时间时，聚合体系中主要存在（）。

[北京理工大学2007研]A．只有单体B．单体＋聚合物C．单体＋二聚体＋三聚体D．以上全部【答案】B【解析】自由基聚合反应速率的特点是慢引发、快增长、速终止。

反应进行到一定时间时，主要是单体与聚合物，也有少量的二聚体、三聚体。

2．高压法自由基聚合制备聚乙烯得到高压聚乙烯，下列描述不正确的是（）。

[北京理工大学2007研]A．引发剂为微量氧气B．得到的聚乙烯为低密度聚乙烯C．聚合反应中不存在链转移反应D．得到的聚乙烯含短支链【答案】C【解析】高压法自由基聚合制备聚乙烯通常以微量氧或有机过氧化合物为引发剂在1500~3000kg/cm2压力下，温度为180℃时，聚合过程发生链转移反应，生成的聚乙烯带有较多支链，结晶度相对较低，并且由于支链存在，分子堆砌不紧密，使得密度较低。

3．下列单体只能进行自由基聚合的是（）。

[北京理工大学2007研]A．MMAB．丙烯C．氯乙烯D．异丁烯【答案】C【解析】A项，MMA碳链上有一个推电子基，一个强吸电子基，而且是1，1-二取代，可以进行自由基聚合和阴离子聚合；B项，丙烯碳链上的一个甲基作用弱，不能形成稳定的阳离子活性中心和稳定的烯丙基自由基，只能配位聚合；C项，氯乙烯中氯原子是吸电子基团，但p-π共轭效应却有供电子性，两者均较弱，只能进行自由基聚合；D项，异丁烯上是1，1-二取代的两个具有推电子效应的甲基，进行阳离子聚合。

4．关于自由基聚合平均动力学链长（ν）和平均聚合度（DP）的关系，假设没有任何链转移存在，下列描述正确的是（）。

[北京理工大学2007研]A．DP≥νB．ν与终止方式有关C．全部偶合终止时ν＝DPD．DP与终止方式无关【答案】A 【解析】AD 两项，无链转移存在时，DP ＝12C D +ν＝112C -ν，C 为偶合终止分率，D 为歧化终止分率。

C ≥0，所以DP ≥ν，且DP 与终止方式相关；B 项，()[][]1/21/2M 2I d t k fk k ν=，可知ν与终止方式无关；C 项，全部偶合终止时，C ＝1，D ＝0，ν＝1/2DP 。

高分子化学潘祖仁第四版全书课件

低转化率，<5%，且各速率常数恒定低活性引发剂，短期内引发剂的变化可忽略；
ln 1 1C
kp(
fkd kt
)1/2[I]1/2t
ln 1 10.50
145*(0.8*74.0.3*7150*7106
)1/2(4.0*103)1/2t
t
0.693 145*2.236*107
*0.0632
3.38*105s
k p [M ] R M p[• ] 8 .5 0 .2 * 2 1 .3 * 5 1 9 * 8 4 1 5 0 8 2 0 2 .1* 6 12 ( 3 m 0/l.s o ) l kt2 [M R t•]22 * 1 (.1 6 .38 * * 8 1 1 5 2 8 8 0 0 )5 2 4 .4* 17(0 l/m.s)ol
3
聚合机理的分类
高分子化学潘祖仁第四版全书
• 按单体和聚合物组成结构变化分(Carothers) ：
-- 加聚 (addition polymerization)
-- 缩聚 (polycondensation )
• 按聚合polymerization) ：活性中心引
Rt = -d[M•]/dt = 2kt[M•]2, 其中kt = ktc +ktd
10
高分子化学潘祖仁第四版
• 偶合终止（Coupling）：两链自由基独电子相互结合成全书共价键
• 大分子聚合度DP为两个链自由基重复单元数之和； • 引发剂引发且无链转移时，大分子两端均为引发剂残基。
• 歧化终止（Disproportionation）：某链自由基夺取另一自由基氢原子或者
夺取原子
链自由基
溶剂单体引发剂大分子

潘祖仁第五版高分子化学知识点

第一章：绪论一、基本概念高分子、高分子化合物单体结构单元重复结构单元单体单元聚合度全同立构高分子间同立构高分子立构规整性高分子无规立构高分子遥爪高分子：含有反应性末端基团、能进一步聚合的高分子。

均聚物：由一种（真实的、隐含的或假设的）单体聚合而成的聚合物。

共聚物：由一种以上（真实的、隐含的或假设的）单体聚合而成的聚合物。

生成共聚物的聚合反应称为共聚反应。

逐步聚合反应：是指在反应过程中，聚合物链是由体系中所有聚合度分子之间通过缩合或加成反应生成的。

链式聚合反应：是指在聚合反应过程中，聚合物链是仅由单体和聚合物链上的反应活性中心之间的反应生成，并且在新的聚合物链上再生反应活性点。

聚合物的多分散性：聚合物是由一系列分子量不等的同系物高分子组成，这些同系物高分子之间的分子量差为重复结构单元分子量的倍数，这种同种聚合物分子长短不一的特征称为聚合物的多分散性。

平均分子量：聚合物的分子量或聚合度是统计的，是一个平均值，叫平均分子量或平均聚合度。

数均分子量和重均分子量及多分散系数二、基本理论1、聚合物的分类：来源：天然高分子、半天然高分子和合成高分子主链元素组成：碳链高分子、杂链高分子和元素有机高分子性质和用途：塑料、纤维和橡胶，以及功能高分子、胶粘剂和涂料2、聚合物的命名：习惯命名和IUPAC命名第二章缩聚及逐步聚合反应一、基本概念缩合聚合和逐步加成聚合，线形逐步聚合反应和非线形逐步聚合反应，平衡线形逐步聚合反应和不平衡线形逐步聚合反应，单体功能度和平均功能度，均缩聚和混缩聚，熔融缩聚、界面缩聚和固态缩聚，凝胶化现象和凝胶点，无规预聚体和确定结构预聚体。

二、基本理论1.逐步聚合反应的特征：a. 反应是逐步进行的；b. 每一步反应的速率和活化能大致相同；c. 反应体系始终由单体和分子量递增的一系列中间产物组，单体以及任何中间产物两分子间都能发生反应；d. 聚合产物的分子量是逐步增大的。

2. 线形逐步聚合反应聚合产物分子量的控制与稳定（1）数均聚合度与功能基摩尔比、反应程度的关系rP2-r 1r 1X n ++= 若r ≠1, P 指量少功能基的反应程度（2）反应程度的影响因素：平衡常数（3）单功能基化合物的作用：a. 分子量调节剂，[r = N A /(N B +2N B ’)]; b. 单功能基化合物对聚合物进行封端，起稳定分子量的作用(分子量稳定剂）。

高分子化学名词解释

高分子化学（潘祖仁主编）名词解释第一章绪论逐步聚合，是指聚合过程中低分子转变成高分子是缓慢逐步进行的，每步的反应速率和活化能大致相同。

聚合早期，单体很快聚合成低分子量的齐聚物，短期内单体转化率很高，反应程度却很低。

连锁聚合，是指从自由基、阴阳离子等活性种开始，经历链引发、链增长、链终止等基元反应的，各基元反应的速率和活化能差别很大的一类聚合反应。

数均分子量，是指按聚合物中含有的分子数目统计平均的分子量，等于高分子样品中所以分子的总质量除以总的摩尔分数；质均分子量，是指按聚合物中含有的分子质量统计平均的分子量；黏均分子量，是指用粘度法测得的高分子的平均分子量。

热塑性弹性体：通常的弹性体如橡胶是通过化学反应使聚合物分子链发生交联才具有弹性，而热塑弹性体的弹性来自于聚合物分子链间的物理交联，如氢键等分子间相互作用。

普通橡胶不能二次加工，而热塑弹性既具有橡胶的弹性，又具有塑料的可塑性，可以多次进行成型加工。

热塑性聚合物：线形或支链形大分子以物理力聚集成聚合物，可溶于适当溶剂中，加热时可熔融塑化，冷却时固化成型，此类聚合物称作热塑性聚合物。

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，再使其中潜在的官能团继续反应成交联结构而固化。

此类聚合物称作热固性聚合物。

第二章缩聚和逐步聚合均聚是指系统中只由一种单体构成的聚合反应，如氯乙烯的缩聚；共聚是指聚合物是由两种或多种单体共同聚合而成的聚合反应，如尼龙-66的聚合；混缩聚是指类如aAb的单体进行的聚合反应。

反应程度的定义为参与反应的基团数占起始基团数的分数，将大分子的结构单元数（不是重复单元数）定义为聚合度。

官能团等活性理论提出，不同的链长的端基官能团，具有相同的反应能力和参加反应的机会，即官能团的活性与分子的大小无关。

此理论适用于一般的聚合度不太高的、体系粘度不太大的缩聚体系；不适用于聚合反应后期，因为聚合反应后期，聚合度较大、粘度大，链段活动受到阻碍，端基活性降低。

高分子化学潘祖仁第4章+共聚合.

S：苯乙烯 B：丁二烯
无规共聚：-S-B-B-S-B-S-S-S-B-B-S-B- SBR
S S S
接枝共聚：-B-B-B-B-B-B------B-B-B-B-B-B-
HIPS
S S S
嵌段共聚：-S-S-S-B-B-B-S-S-S-S- SBS热塑性弹性体
甲基丙烯酸甲酯（methylmethacrylate，MMA）
均聚合：由一种单体进行的聚合，称为均聚合。均聚合所形成的产物，含一种结构单元。
共聚合(Copolymerization)：
由两种或两种以上单体共同参与的聚合反应，称为共聚合。
共聚物产物含有两种或两种以上单体单元。
本章讨论的共聚合仅限于连锁聚合反应。缩聚反应中通常也涉及两种单体的聚合，如涤纶树脂、尼龙等的聚合，但不属于本章所讨论的共聚反应的范畴，所形成的聚合物不能用共聚合一词。
1 共聚物的类型与命名
（1）共聚物的类型共聚物按照组成的单体数可分为二元共聚物、三元共聚物和多元共聚物。
对于二元共聚，按照两种结构单元在大分子链中的排列方式不同，共聚物分为四种类型：
无规共聚物(Random copolymer) 交替共聚物(Alternating copolymer) 嵌段共聚物(Block copolymer) 接枝共聚物(Graft copolymer)
普通PS（均聚物）性脆、抗冲击强度低。实用意义不大。
将苯乙烯和丙烯腈加入到聚丁二烯乳液中进行接枝共聚合，制得三元共聚物： ABS 树脂 (Acrylonitrile-Butadiene-Styrene
Terpolymer)
CH2 CH
+
CH2 CH
+