高分子化学(第五版)潘祖仁版课后习题答案32996

第一章 绪论

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

质均分子量

分子量分布指数 w M /n M =46876/38576 = 1.22

第2章 缩聚与逐步聚合

计算题

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，试计算：a. 羧基已经醌化的百分比 b . 数均聚合度 c. 结构单元数n X 解：已知100,184000==M M w

根据p

p X M M X w w w -+==110和得：p=0.989，故已酯化羧基百分数为98.9%。 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

n X 。另在排除副产物水的条件下缩聚，欲得100=n X ，问体系中残留水分有多少？ 解：3111=+=-=K p

X n 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0.015mol 。N a =2mol ，N b =2mol ，015.0'=b N mol

当p=0.995时，

当p=0.999时，

14题

18. 制备醇酸树脂的配方为1.21mol 季戊四醇、0.50mol 邻苯二甲酸酐、0.49mol 丙三羧酸[C 3H 5（COOH ）3]，问能否不产生凝胶而反应完全？

解：根据配方可知醇过量。

89.02==f

p c ，所以必须控制反应程度小于0.89过不会产生凝胶。 第三章 自由基聚合 （这章比较重要）

思考题

6

14

计算题

7. 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](f k 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，[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？ E d 、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： 令2/1⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=t d p k fk k k

（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0][M 不改变转化率。

（2）当其它条件一定时，改变0][I ，则有：

51.4][][%

10%20=I I ，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%。 由于聚合速率2/10][I R p

∝，故0][I 增加到4.51倍时，p R 增加2.12倍。 聚合度2/10

][-∝I X n ，故0][I 增加到4.51倍时，n X 下降到原来0.471。即聚合度下降到原来的1/2.12。 （3）引发剂引发时，体系的总活化能为：

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：

上式中无d E 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123/,32.6/,10/d p t E KJ mol E KJ mol E KJ mol ===，是比较从50℃增至60℃以及从80℃增至90℃聚合速率和聚合度的变化。光引发的情况又如何？

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研究，数据如下：

a. 60℃苯乙烯的密度为0.887 g •cm -3；

b. 引发剂用量为单体重的0.109%；

c. R p =0.255⨯10-4 mol •(L •s)-1；

d.聚合度=2460；

e. f =0.80；

f. 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，比较 [M]和[M •]的大小，比较R I 、R p 、R t 的大小。

解：0.8871000[]8.529/104

M mol L ⨯== 偶合终止：C=0.77，歧化终止：D=0.23。

][M >>][•M

11 14.聚氯乙烯的分子量为什么与引发剂溶度无关而尽决定于聚合温度？试求40 ℃,50℃, 55℃，60摄氏度下聚氯乙烯的平均聚合度。

1

Xn M C =与引发剂无关，有温度控制

同理可得t=50℃T=55℃T=60℃时111=681=573=484M M M

Xn Xn Xn C C C === 15. 用过氧化二苯甲酰作引发剂，苯乙烯在60℃下进行本体聚合，试计算链引发、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？

计算时用下列数据：[I]=0.04 mol •L -1，f =0.8；k d =2.0⨯10-6s -1，k p =176 L •(mol •s)-1，k t =3.6⨯107 L •(mol •s)-1，ρ(60℃)=0.887 g •mL -1，C I =0.05；C M =0.85⨯10-4。

解：[I]=0.04mol/L[M]=0.887*1000/104=8.53mol/L

偶合终止：C=0.77，歧化终止：D=0.23

第4章 自由基共聚合

思考题

2.见书 120~121页，注意五个假设

计算题

1

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=0.40，r 2=0.69；a 、计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

即起始共聚物中，甲基丙烯酸甲酯的摩尔含量为72.5%。

因为，r 1<1，r 2<1，此共聚体系为有恒比共聚点的非理想共聚，在恒比共聚点上配料时，所得的共聚物