高分子化学习题解分析
高分子化学(第五版)潘祖仁版课后习题答案 (2)讲解
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。
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。
高分子化学习题与解答
高分子化学习题与解答(总13页) -本页仅作为预览文档封面,使用时请删除本页-第一章绪论习题1. 说明下列名词和术语:(1)单体,聚合物,高分子,高聚物(2)碳链聚合物,杂链聚合物,元素有机聚合物,无机高分子(3)主链,侧链,侧基,端基(4)结构单元,单体单元,重复单元,链节(5)聚合度,相对分子质量,相对分子质量分布(6)连锁聚合,逐步聚合,加聚反应,缩聚反应(7)加聚物,缩聚物,低聚物2.与低分子化合物比较,高分子化合物有什么特征?3. 从时间~转化率、相对分子质量~转化率关系讨论连锁聚合与逐步聚合间的相互关系与差别。
4. 举例说明链式聚合与加聚反应、逐步聚合与缩聚反应间的关系与区别。
5. 各举三例说明下列聚合物(1)天然无机高分子,天然有机高分子,生物高分子。
(2)碳链聚合物,杂链聚合物。
(3)塑料,橡胶,化学纤维,功能高分子。
6. 写出下列单体的聚合反应式和单体、聚合物的名称(1) CH2=CHF(2) CH2=CH(CH3)2CH3|(3) CH2=C|COO CH3(4) HO-( CH2)5-COOH(5) CH2CH2CH2O|__________|7. 写出下列聚合物的一般名称、单体、聚合反应式,并指明这些聚合反应属于加聚反应还是缩聚反应,链式聚合还是逐步聚合?(1) -[- CH2- CH-]n-|COO CH3(2) -[- CH2- CH-]n-|OCOCH3(3) -[- CH2- C = CH- CH2-]n-|CH3(4) -[-NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO-]n-(5) -[-NH(CH2)5CO-]n-8. 写出合成下列聚合物的单体和反应式:(1) 聚苯乙烯(2) 聚丙烯(3) 聚四氟乙烯 (4) 丁苯橡胶 (5) 顺丁橡胶 (6) 聚丙烯腈 (7) 涤纶 (8) 尼龙6,10 (9) 聚碳酸酯 (10) 聚氨酯9. 写出下列单体形成聚合物的反应式。
高分子物理与化学习题答案(精品文档)
0.6
0.065710
3
苯乙烯
-1.05
8
0.939413
6
马来酸酐
-1.05
2.25
0.000019
1
乙酸乙烯酯
-1.05
-0.22
0.502128
5
丙烯腈
-1.05
1.2
0.006330
2
注:r1r2越小,越有利于交替共聚(P111)
第七章高分子的结构
3.(P186)名词解释:参见教材
(1)PE, PP,PVC, PS(无规)
(2)聚对苯二甲酸乙二醇酯,聚间苯二甲酸乙二醇酯,聚己二酸己二酯
(3)尼龙6,尼龙66,尼龙101
答:结晶的充分条件:适当的温度和时间
结晶的必要条件:结构规整性
(1)PE>PP>PVC>PS
(2)聚己二酸己二酯>聚对苯二甲酸乙二醇酯>聚间苯二甲酸乙二醇酯
(3)尼龙66>尼龙6>尼龙1010
,
lg(η(Tg))=lg(8.0x1012)+9.3763=22.2794
求得:η(Tg)=1.9x1022Pa·s.
K12>k22,k21<k11自由基(St·)活性大于丁二烯自由基(Bd·)的活性
(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F1=( r1f12+f1f2)/(r1f12+2f1f2+r2f22),代入r1和r2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。从而获得较均一组成的共聚物。
问题点解:单体活性的比较看1/r1,1/r1>1,表明单体M2活定大,反之,单体M1活性大。
d1川大了考研习题精解 高分子化学 第一章
CH3 C H
H C H O
H H C CH3 C H O
CH3
③ 无规
O
C H
H C H O
CH3 C H
H C CH3
H C H O
CH3 C H
H C H O
性能的影响是:全同或间同立构易结晶,熔点高,材料有一定强度;其中全同立构的结晶度、熔点、 强度会比间同立构略高一点。无规立构不结晶或结晶度低,强度差。 常见错误分析: “只存在间同立构,不存在全同立构。 ”
解: (1)全同立构; (2)全同立构; (3)间同立构; (4)无规立构。 常见错误分析: “ (1)和(2)是均聚; (3)是交替共聚; (4)是无规共聚。 ”这里是将构型与共聚序列 混为一谈。 例 1-6 计算在平面锯齿形间同和全同 PVC 链中最近邻的两个氯原子的中心之间的距离。氯原子的范德华 直径为 0.362nm,从该计算结果,你能得到关于全同 PVC 链的什么信息? 解:对于间同立构 PVC (a)从锯齿形碳骨架的平面观察 (b)沿链方向观察
3
溶解性(烃类溶 剂) 难
一般物性(常 温) 硬,韧,结晶性
回弹性 20℃ 45~55 90℃ 90~92
例 1-9
在聚乙烯醇(PVA)溶液中加入HIO4,假定 1、2-乙二醇结构全都与HIO4作用使分子链断裂.在
加入前测得PVA的数均相对分子质量为 35 000,作用后相对分子质量为 2 200。试求PVA中头头相接结构的 百分数(即每 100 个结构单元中头头结构数)。
CH3 O O CH3 O
CH3 O
以上写法省略了H,根据上述结构式,似乎只存在间同不存在全同。这是一种误解,实际上碳的四个价键 为四面体结构,三个价键不会在一个平面上。而在平面上表示的只是一个示意,全同与间同的真正区别在 于CH3是全在纸平面之上(或之下) ,或间隔地在纸平面之上和之下。 例 1-3 以下化合物,哪些是天然高分子化合物,哪些是合成高分子化合物 (1)蛋白质, (2)PVC, (3)酚醛树脂, (4)淀粉, (5)纤维素, (6)石墨, (7)尼龙 66, (8)PVAc, (9)丝, (10)PS, (11)维尼纶, (12)天然橡胶, (13)聚氯丁二烯, (14)纸浆, (15)环氧树脂 解:天然(1) (4) (5) (6) (9) (12) (14) ,合成(2) (3) (7) (8) (10) (11) (13) (15) 例 1-4 试讨论线形聚异戊二烯可能有哪些不同的构型,假定不考虑键接结构(画出结构示意图) 。 解:聚异戊二烯可能有 6 种有规立构体,它们是:
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X表示。
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。
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。
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。
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第3章自由基聚合(一)思考题1.烯类单体加聚有下列规律:①单取代和1,1-双取代烯类容易聚合,而1,2-双取代烯类难聚;②大部分烯类单体能自由基聚合,而能离子聚合的烯类单体却较少。
试说明原因。
答:①单取代烯类容易聚合是因为单取代基降低了双键对称性,改变其极性,从而提高单体参加聚合反应的能力。
1,1-双取代烯类在同一个碳原子上有两个取代基,促使极化,易于聚合,但若取代基体积较大,则只形成二聚体。
1,2-双取代烯由于位阻效应,加上结构对称,极化程度低,一般都难均聚,或只形成二聚体。
②乙烯基单体中,C=Cπ键兼有均裂和异裂倾向,因此有可能进行自由基或离子聚合。
自由基呈中性,对π键的进攻和对自由基增长中的稳定作用并无严格的要求,几乎各种取代基对自由基都有一定的共振稳定作用。
所以大部分烯类单体能以自由基聚合。
而只有个别带强烈供电基团和吸电基团的烯类单体及共轭烯类单体可进行离子聚合。
2.下列烯类单体适用于何种机理聚合?自由基聚合、阳离子聚合还是阴离子聚合?并说明原因。
答:CH2=CHCl:适合自由基聚合,-Cl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-Cl使诱导效应增强。
CH2=CHCN:自由基及阴离子聚合,-CN为吸电子基团,并有共轭效应,使自由基、阴离子活性种稳定。
CH2=C(CN)2:阴离子聚合,两个吸电子基团-CN,使吸电子倾向过强,不能进行自由基聚合。
CH2=CHCH3:配位聚合,甲基(CH3)供电性弱。
CH2=C(CH3)2:阳离子聚合,两个甲基有利于双键电子云密度的增加和阳离子的进攻。
CH2=CHC6H5:三种机理均可,共轭体系中电子流动性较大,易诱导极化。
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),基团的吸电性过强,只能进行阴离子聚合。
CH2=C(CH3)-CH=CH2:三种机理均可,共轭体系电子流动性大,易诱导极化。
潘祖仁《高分子化学》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(修订版)
潘祖仁《高分子化学》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(修订版)目录内容简介目录第1章绪论1.1复习笔记1.2课后习题详解1.3名校考研真题详解第2章缩聚和逐步聚合2.1复习笔记2.2课后习题详解2.3名校考研真题详解第3章自由基聚合3.1复习笔记3.2课后习题详解3.3名校考研真题详解第4章自由基共聚合4.1复习笔记4.2课后习题详解4.3名校考研真题详解第5章聚合方法5.1复习笔记5.2课后习题详解5.3名校考研真题详解第6章离子聚合6.1复习笔记6.2课后习题详解6.3名校考研真题详解第7章配位聚合7.1复习笔记7.2课后习题详解7.3名校考研真题详解第8章开环聚合8.1复习笔记8.2课后习题详解8.3名校考研真题详解第9章聚合物的化学反应9.1复习笔记9.2课后习题详解9.3名校考研真题详解第第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。
材料化学-第四章高分子材料化学习题及答案
第四章高分子材料化学习题:1、高聚物相对分子质量有哪些测试方法?分别适用于何种聚合物分子,获得的相对分子质量有何不同?(10分)答:测定高聚物相对分子质量的方法:渗透压、光散射、粘度法、超离心法、沉淀法和凝胶色谱法等。
这些方法中,有些方法偏向于较大的聚合物分子,有的方法偏向于较小的聚合物分子。
聚合物相对分子质量实际是指它的平均相对分子质量。
(1)数均相对分子质量( Mn ) 采用冰点降低、沸点升高、渗透压和蒸气压降低等方法测定的数均相对分子质量,即总质量除以样品中所含的分子数。
(2)质均相对分子质量( Mω) 采用光散射等方法测定质均相对分子质量。
(3)粘均相对分子质量( Mη) 采用粘度法测定粘均相对分子质量。
2、详述高分子聚合物的分类及各自的特征并举例。
(20分)答:高分子化合物常以形状、合成方法、热行为、分子结构及使用性能进行分类。
1、按高聚物的热行为分类(1) 热固性高聚物高聚物受热变成永久固定形状的高聚物(有些不需加热)。
不可再熔融或再成型。
结构:加热时,线型高聚物链之间形成永久的交联,产生不可再流动的坚硬体型结构,继续加热、加压只能造成链的断裂,引起性质的严重破坏。
利用这一特性,热固性高聚物可作耐热的结构材料。
典型的热固性高聚物有环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂、聚氨酯等。
(2) 热塑性高聚物熔融状态下使它成型(塑化),冷却后定型,但是可以再加热又形成一个新的形状,可以多次重复加工。
结构:没有大分子链的严重断裂,其性质也不发生显著变化,称为热塑性高聚物。
根据这一特性,可以用热塑性高聚物碎屑进行再生和再加工。
聚乙烯、聚氯乙烯、ABS树脂、聚酰胺等都属于热塑性高聚物。
2、按高聚物的分子结构分类(1) 碳链高聚物大分子主链完全由碳原于组成,绝大部分烯类聚合物属于这一类。
如聚乙烯、聚苯乙烯、聚丁二烯等。
(2) 杂链高聚物大分子主链中除碳原子外,还有氧、氮、硫等杂原子。
如聚醚、聚酯、聚硫橡胶等。
高分子化学习题解答
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。
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。
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DP=n 特征量/万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。
高分子化学习题讲解
幻灯片4幻灯片5流体静力学是研究流体在外力作用下达到平衡的规律。
p2=p1+ρg(Z1-Z2)液体静力学基本方程式.p2=p0+ρgh测定压力当时当地大气压绝对压力为零(a )(b )hgp p =-ρ0常数=+gp z ρ质量流速 ω=qm/A=ρAu/A=ρu幻灯片6(一)压力测量1、 U 型管液柱压差计 (U -t u b e m a n o m e t e r )测定流体的压力差和测量流体任一处的压力。
2微差压差计3 斜管压差计 二、液面测定三、确定液封高度 幻灯片7管道直径的估算224π0.785dvd v u ==连续性方程式ρ1A1u1=ρ2A2u2幻灯片8柏努利方程式实际流体机械能衡算式幻灯片9柏努利方程式的应用1、确定流体的流量2、确定容器间的相对位置3、确定输送设备的有效功率4、管道内流体的内压强及压强计的指示1、应用柏努利方程的注意事项1)作图并确定衡算范围2)截面的截取3)基准水平面的选取4)单位必须一致5)外加能量幻灯片10牛顿粘性定律两流体层之间单位面积上的内摩擦力(或称为剪应力)τ与垂直于流动方向的速度梯度成正比。
流体流动形态判断Re≤2000,流动类型为层流;Re≥4000,流动类型为湍流;2000<Re<4000,流动类型不稳定Re=duρ/μ幻灯片11管路计算管路计算是连续性方程:V=Au柏努利方程:摩擦阻力计算式:∑∑∑+=局直f f fh h h幻灯片12 作 业 幻灯片13 课后作业: P46 2、3、4、7、9、12幻灯片141、如附图所示,用抽真空的方法使容器B 内保持一定真空度,使溶液从敞口容器A 经导管自动流入容器B 中。
导管内 径30mm ,容器A 的液面距导管出口的高度为1.5m ,管路阻 力损失可按Shf=5.5u2 计算(不包括导管出 口的局部阻力),溶 液密度为1100kg/m3。
试计算送液量为3m3/h 时,容器B 内应保持的 真空度。
高分子化学重点课后习题解答
1.图1 相对分子质量~转化率关系1.链式聚合2.活性聚合3.逐步聚合对链式聚合,存在活性中心,活性中心的特点一是在反应过程中不断生成,二是高活性,可使高分子链是瞬间形成,因此在不同转化率下分离所得聚合物的相对分子质量相差不大,延长反应时间只是为了提高转化率。
对逐步聚合,是官能团间反应,由于大部分单体很快聚合成二聚体、三聚体等低聚物,短期内可达到很高转化率,但因官能团活性低,故需延长反应时间来提高相对分子质量。
对活性聚合,活性中心同时形成,且无链转移和链终止,故随反应进行,相对分子质量和转化率均线性提高。
2.连锁聚合与逐步聚合的单体有何相同与不同?连锁聚合单体的主要反应部位是单体上所含不饱合结构(双键或叁键),在聚合过程中不饱合键打开,相互连接形成大分子链。
需要有活性中心启动聚合反应,为此多需用引发剂,反应活化能低,反应速率快,相对分子质量高。
逐步聚合单体的主要反应部位是单体上所带可相互反应的官能团,在聚合过程中官能团相互反应连接在一起,形成大分子链。
不需活性中心启动反应,但反应活化能高,为此多需用催化剂,反应速率慢,受平衡影响大,相对分子质量低。
3.凝胶点:出现凝胶化时的反应程度。
(逐步聚合概念)凝胶化:体形逐步聚合的交联反应到一定程度时,体系粘度变得很大,难以流动,反应及搅拌产生的气泡无法从体系中溢出,出现凝胶或不溶性聚合物明显生成的实验现象。
(逐步聚合概念)凝胶效应:自由基聚合中随反应进行体系粘度加大,妨碍了大分子链自由基的扩散运动,降低了两个链自由基相遇的几率,导致链终止反应速率常数随粘度的不断增加而逐步下降;另一方面,体系粘度的增加对小分子单体扩散的影响并不大,链增长反应速率常数基本不变,因而出现了自动加速现象。
这种因体系粘度增加引起的自动加速又称凝胶效应。
(自由基聚合概念)4.为什么在缩聚反应中不用转化率而用反应程度描述反应过程?在逐步聚合中,带不同官能团的任何两分子都能相互反应,无特定的活性种,因此,在缩聚早期单体很快消失,转变成二聚体、三聚体等低聚物,单体的转化率很高。
高分子化学习题与解答
第一章绪论名词解释高分子化合物():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():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():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():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():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(、X n)( ) :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X n 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。
聚合物分子量():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( ):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。
,:相应分子所占的数量分数。
重均分子量():聚合物中用不同分子量的分子重量平均的统计平均分子量。
,:相应的分子所占的重量分数。
粘均分子量():用粘度法测得的聚合物的分子量。
分子量分布(, ):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。
多分散性():聚合物通常由一系列相对分子量不同的大分子同系物组成的混合物,用以表达聚合物的相对分子量大小并不相等的专业术语叫多分散性。
分布指数( ) :重均分子量与数均分子量的比值。
即。
用来表征分子量分布的宽度或多分散性。
问答题1.与低分子化合物比较,高分子化合物有何特征?解:与低分子化合物相比,高分子化合物有以下主要特征:(1)高分子化合物分子量很大,分子往往由许多相同的简单的结构单元通过共价键重复连接而成;(2)即使是一种“纯”的高分子化合物,它也是化学组成相同而分子量不等,结构不同的同系聚合物的混合物。
高分子化学习题及解答
⾼分⼦化学习题及解答第⼀章绪论名词解释⾼分⼦化合物(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。
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。
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。
,Ni :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均的统计平均分⼦量。
,Wi :相应的分⼦所占的重量分数。
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。
《高分子化学教程》习题问题详解(第三版)王槐三科学出版社
《高分子化学教程》习题答案(王槐三第三版)第1章1、解释下列概念(1) 高分子化合物:由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子质量在1万以上的化合物。
(2) 重复结构单元:将大分子链上化学组成和结构可重复的最小单位称为重复结构单元(在高分子物理里也称为链节)。
(3) 结构单元:由1个单体分子通过聚合反应而进入聚合物重复单元的那一部分叫结构单元。
(4) 平均相对分子质量:高分子化合物中同系物相对分子质量的统计平均值。
(5) 平均聚合度:所有大分子链上所含重复结构单元数量的统计平均值。
(6) 多分散性和分散指数:多分散性是指聚合物材料中所含大分子同系物的相对分子质量不相等的这一特性。
分散指数是指重均相对分子质量与数均相对分子质量的比值。
2、写出合成下列聚合物的聚合反应方程式并标出结构单元 (1) 涤纶n HOOCCOOH n HO(CH 2)2OH (2n -1)H 2OHO[OCCOO(CH 2)2O]n H +=+结构结构单元单元(2) 尼龙-610n HOOC COOH n H 2N(CH 2)6NH 2(2n -1)H 2OHO [ OC(CH 2)8COHN(CH 2)6NH ]+=+(CH 2)8n H 结构单元结构单元(3) 有机玻璃n CH 2CH 3COOCH 3CCH 2CH 3C 3=[]n CH 2CH 3C 3结构单元:(4) 聚乙烯醇n CH 2 = CHOCOCH 3CH 2CH []OCOCH 3n聚合[]CH 2CH OHn(5) 环氧树脂 (见P8) (6) 聚碳酸酯HOCH 3CH 3C Cl C O ClH OC 3CH 3OCCl + (2n - 1)HCl=+n n []OH n O(7) 聚己二氨基甲酸丁二酯n OCN(CH 2)6NCO + n HO(CH 2)2OH = []OCNH(CH 2)6NHCOO(CH 2)4O n(8) 维尼纶[]CH 2CH OHn + CH 2O 缩醛化CH 2CHCH 2CH CH 2CH CH 2O(9) 丁腈橡胶nCH 2CHCN CH 2CHCH CH CH 2CHCH 2CHCHCH 2nn +[](10) ABS 树脂nCH 2CHCN CH 2CHCH CH 2n ++ nCH 2CH+ BPOCH 2CHCH 2CHCHCH 2CH 2CH n[]3、写出合成下列聚合物的聚合反应方程式并命名聚合物 (1)HO OC(CH 2)8CONH(CH 2)6NH n H[]HO OC(CH 2)8CONH(CH 2)6NH n H[]n HOOC(CH 2)8COOH + n H 2N(CH 2)6NH 2 =尼龙-610 (2)[]OCNH(CH 2)6NHCOO(CH 2)4O n见第2题(7)小题 聚己二氨基甲酸丁二酯(3) H O(CH 2)5CO OH[]nn HOOC(CH 2)5OH = HO []OC(CH 2)5O H + (n-1)H 2On聚6-羟基己酸酯 4、参见教材p3315、分别写出单独或与别的单体进行聚合的反应方程式并命名聚合物。
潘祖仁《高分子化学》课后习题及详解(配位聚合)【圣才出品】
第7章 配位聚合(一)思考题1.如何判断乙烯、丙烯在热力学上能够聚合?采用哪一类引发剂和工艺条件,才能聚合成功?答:(1)根据聚合自由能差0<S T H G ∆-∆=∆,作出判断。
大部分烯类单体的熵变近于定值,约为-100~120J •mol -1,在一般聚合温度下(50~100℃),1mol kJ 42~30-⋅=∆-S T ,因此当1mol kJ 30-⋅≥∆-H 时,聚合就有可能。
乙烯和丙烯的H ∆-分别为950kJ •mol -1、85.8kJ •mol -1,所以在热力学上很有聚合倾向。
(2)在100~350MP 的高压和160~270℃高温下,采用氧气或有机过氧化物作引发剂,乙烯按自由基机理进行聚合,得到低密度的聚乙烯(LDPE );若采用TiC14-Al (C 2H 5)3为催化剂,在汽油溶剂中进行配位聚合,则得高密度的聚乙烯(HDPE )。
采用α-TiCl-Al (C 2H 5)3为催化剂,于60~70℃下和常压或稍高于常压的条件下,丙烯进行配位聚合,可制得等规聚丙烯。
2.解释和区别下列诸名词:配位聚合、络合聚合、插入聚合、定向聚合、有规立构聚合。
答:(1)配位聚合:单体与引发剂经过配位方式进行的聚合反应。
具体的说,采用具有配位(或络合)能力的引发剂、链增长(有时包括引发)都是单体先在活性种的空位上配位(络合)并活化,然后插入烷基—金属键中。
配位聚合又有络合引发聚合或插入聚合之称。
(2)络合聚合:与配位聚合的含义相同,可以互用。
络合聚合着眼于引发剂有络合配位能力,一般认为配位聚合比络合聚合意义更明确。
(3)插入聚合:烯类单体与络合引发剂配位后,插入Mt-R链增长聚合,故称为插入聚合。
(4)定向聚合:也称有规立构聚合,指形成有规立构聚合物的聚合反应,配位络合引发剂是重要的条件。
(5)有规立构聚合:是指形成有规立构聚合物为主的聚合反应。
任何聚合过程或聚合方法,只要是形成有规立构聚合物为主,都是有规立构聚合。
高分子化学习题与解答
第一章绪论习题1. 说明下列名词和术语:(1)单体,聚合物,高分子,高聚物(2)碳链聚合物,杂链聚合物,元素有机聚合物,无机高分子(3)主链,侧链,侧基,端基(4)结构单元,单体单元,重复单元,链节(5)聚合度,相对分子质量,相对分子质量分布(6)连锁聚合,逐步聚合,加聚反应,缩聚反应(7)加聚物,缩聚物,低聚物2.与低分子化合物比较,高分子化合物有什么特征?3. 从时间~转化率、相对分子质量~转化率关系讨论连锁聚合与逐步聚合间的相互关系与差别。
4. 举例说明链式聚合与加聚反应、逐步聚合与缩聚反应间的关系与区别。
5. 各举三例说明下列聚合物(1)天然无机高分子,天然有机高分子,生物高分子。
(2)碳链聚合物,杂链聚合物。
(3)塑料,橡胶,化学纤维,功能高分子。
6. 写出下列单体的聚合反应式和单体、聚合物的名称(1) CH2=CHF(2) CH2=CH(CH3)2CH3|(3) CH2=C|COO CH3(4) HO-( CH2)5-COOH(5) CH2CH2CH2O|__________|7. 写出下列聚合物的一般名称、单体、聚合反应式,并指明这些聚合反应属于加聚反应还是缩聚反应,链式聚合还是逐步聚合?(1) -[- CH2- CH-]-n|COO CH3-(2) -[- CH2- CH-]n|OCOCH3-(3) -[- CH2- C = CH- CH2-]n|CH3(4) -[-NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO-]n-(5) -[-NH(CH2)5CO-]n-8. 写出合成下列聚合物的单体和反应式:(1) 聚苯乙烯(2) 聚丙烯(3) 聚四氟乙烯 (4) 丁苯橡胶 (5) 顺丁橡胶 (6) 聚丙烯腈 (7) 涤纶(8) 尼龙6,10 (9) 聚碳酸酯 (10) 聚氨酯9. 写出下列单体形成聚合物的反应式。
指出形成聚合物的重复单元、结构单元、单体单元和单体,并对聚合物命名,说明聚合属于何类聚合反应。
高分子化学习题及解答
高分子化学习题及解答第一章 绪论1.基本概念单体,聚合物,聚合度,单体单元,结构单元,重复结构单元,重均分子量,数均分子量,分子量分布,多分散系数,碳链聚合物,杂链聚合物,元素有机聚合物,缩聚物,缩聚反应,加聚物,加聚反应,线形聚合物,支化聚合物,交联聚合物,橡胶,塑料,纤维2. 聚合物结构与名称了解聚合物的各种名称及英文缩写与聚合物结构间的关联 , 熟悉系统命名法的基本规则,并用于常见聚合物的命名。
①聚合物结构式书写格式习惯写法IUPAC规定的写法②聚合物的IUPAC 命名法基本规则常见聚合物的名称③聚合物的来源命名法及习惯命名法④常见聚合物的英文缩写⑤等规立构聚合物的结构与名称⑥嵌段共聚物的结构与名称⑦接枝共聚物的结构与名称练习题:一、写出下列聚合物的结构1.聚碳酸酯,涤纶,有机玻璃,Kevlar纤维,尼龙-6,聚甲醛,天然橡胶,聚氯乙烯,聚丙烯第二章 自由基聚合1.基本概念连锁(链式)聚合,初级自由基,单体自由基,活性中心,自由基半衰期,引发效率,稳态,自由基等活性理论,笼蔽效应,诱导分解效应,自动加速,动力学链长,聚合度,链转移,链转移常数,阻聚及缓聚,歧化终止,偶合终止,最高聚合温度,引发转移终止剂(iniferter),原子转移自由基聚合(ATRP)2. 基本原理及现象解释z单体对不同连锁聚合机理的选择性z自由基聚合机理(包括链引发、链增长、链终止、链转移及自由基聚合反应的特征)z自动加速现象及其出现的原因。
z聚合反应速率与引发剂浓度的关系 ; 聚合反应速率与单体浓度的关系,影响引发剂效率的因素。
z链转移剂在聚合物合成中的用途 ; 高压聚乙烯的长支链和短支链的生成原因。
z烯丙基单体的自阻聚作用1整理:潘奇伟z自动加速效应对聚合反应速率与单体和引发剂浓度关系的影z温度、压力对聚合反应速率和聚合度的影响z四类引发剂的引发基元反应(包括偶氮类(AIBN),有机过氧化物类(BPO),无机过氧化物类(KSP)、氧化还原反应体系(亚硫酸盐与硫代硫酸盐))z苯醌及苯酚对自由基反应的阻聚原理。
高分子化学练习题讲解
高分子化学练习题一、选择题:1.常温下作为塑料的聚合物在形变-温度曲线图中应处于()。
A.高弹态B.玻璃态C.过渡区D.粘流态2.制造尼龙的原材料是()。
A.链烯B.二烯C.二元羧酸和二元胺D.二元羧酸和二元3. 尼龙-6的单体是()。
A.己内酰胺B.己二酸C.己二胺D.己二醇4.聚碳酸酯是由双酚A与光气聚合物而得:HOC6H4c(CH3)2C6H4OH + ClCOCl-> H-(-OC6H4c(CH3) 2c6H4OCO-)n-Cl+HClT该反应称为()A.缩聚反应B.加聚反应^自由基加成D.亲电加成5.丙烯在烷基铝-TiCl4催化下合成聚丙烯的反应属于()。
A.正离子型加聚B.负离子型加聚 ^自由基加聚D.配位聚合6.不属于逐步聚合方法的是()A,悬浮聚合 B.溶液聚合 C.界面聚合 D.熔融聚合7.不属于影响缩聚物聚合度的因素的是()A.转化率B.反应程度C.平衡常数D.基团数比8.热固性聚合物的特征是()A,可溶可熔 B.为体型大分子 C.不溶不熔D.不能成型加工9.下列反应过程能使自由基聚合物聚合度增加的是()A.链增长反应B.链引发反应C.链转移反应D.链终止反应10.自由基链转移反应中,不可能包括活性链向()的转移。
A.高分子c. d.B.单体C引发剂D.溶剂11.自由基向()转移,导致诱导分解,使引发剂效率降低,同时也使聚合度降低。
A.引发剂b. c. dB.单体C.高分子链D.溶剂12.聚合体系仅由单体和少量(或无)引发剂组成的聚合方法属于()。
A.本体聚合B.溶液聚合C.悬浮聚合D.乳液聚合13.下列聚合方法中,最有利于环境友好产品生产的方法是()A.本体聚合B.溶液聚合C.悬浮聚合D.乳液聚合14.下列高分子化合物中,()具有”人造羊毛”之称,是针织衫和混纺外套的良好材料。
A.聚丙烯腈B.聚甲基丙烯酸甲酯C.尼龙-66D.聚醋酸乙烯酯15.下列聚合方法中,比较经济的方法是()A.本体聚合B.溶液聚合C.悬浮聚合D.乳液聚合16.不属于溶液聚合基本组分的是()A.乳化剂B.单体C引发剂D.溶剂17、乳液聚合最简单的配方不包括的组分是()A.分散剂B.单体C水溶性引发剂D.水溶性乳化剂18.悬浮聚合体系一般组分中不含有的成分是()A.水溶性乳化剂 B .单体C水溶性引发剂D.分散剂19.下列物质中,不能作为阴离子引发剂的是()A.碱金属B. Lewis酸C.三级胺D.有机金属化合物20.下列单体中不能发生阴离子聚合的是()A.烷基乙烯基醚B.丙烯腈C.苯乙烯D.甲基丙烯酸甲酯21.下列酸中,不能作为阳离子引发剂的是()A.浓H2SO4 B H3PO4 C ACC。
潘祖仁《高分子化学》课后习题及详解(聚合方法)【圣才出品】
第5章聚合方法(一)思考题1.聚合方法(过程)中有许多名称,如本体聚合、溶液聚合和悬浮聚合,均相聚合和非均相聚合,沉淀聚合和淤浆聚合,试说明它们相互间的区别和关系。
答:(1)根据聚合物反应物的相态考虑,有本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合。
①本体聚合是指不加其他介质,仅有单体本身和少量引发剂(或不加)的聚合;②溶液聚合是指单体和引发剂溶于适当溶剂的聚合;③悬浮聚合一般是单体以液滴状悬浮在水中的聚合,体系主要由单体、水、油溶性引发剂、分散剂四部分组成。
(2)根据聚合体系的溶解性,聚合反应可以分为均相聚合和非均相聚合。
①单体、溶剂、聚合物之间具有很好的相容性时,聚合为均相聚合;②单体、溶剂、聚合物之间相容性不好而产生相分离的聚合,为非均相聚合。
(3)在聚合初期,本体聚合和溶液聚合多属于均相体系,悬浮聚合和乳液聚合属于非均相体系。
①单体对聚合物溶解不好,聚合物从单体中析出时,此时的本体聚合成为非均相的沉淀聚合;②溶液聚合中聚合物从溶剂中析出,就成为沉淀聚合,有时也称为淤浆聚合。
2.本体法制备有机玻璃板和通用级聚苯乙烯,比较过程特征,说明如何解决传热问题、保证产品品质。
答:(1)有机玻璃板制备主要采用间歇本体聚合法。
为解决聚合过程中的散热困难、避免体积收缩和气泡产生,保证产品品质,将聚合分成预聚合、聚合和高温后处理三个阶段来控制。
①预聚合。
在90~95℃下进行,预聚至10%~20%转化率,自动加速效应刚开始较弱,反应容易控制,但体积已经部分收缩,体系有一定的粘度,便于灌模。
②聚合。
将预聚物灌入无机玻璃平板模,在(40~50℃)下聚合至转化率90%。
低温(40~50℃)聚合的目的在于避免或减弱自动加速效应和气泡的产生(MMA的沸点为100℃),在无机玻璃平板模中聚合的目的在于增加散热面。
③高温后处理。
转化率达90%以后,在高于PMMA的玻璃化温度的条件(l00~120℃)下,使残留单体充分聚合。
(2)通用级聚苯乙烯可以采用本体聚合法生产。
高分子习题解答A
自由基(含初级自由基和链自由基)向引发剂分子的链转移反应,其结果是消耗一分子引发剂而自由基数目并不增加的现象。
6.遥爪聚合物
在极端纯净的阴离子聚合反应体系中,加入某些试剂如环氧乙烷、二氧化碳等可以生成大分子的一端或两端带活性官能团的聚合物。
7.活性聚合
在无链转移和链终止反应发生的连锁聚合反应条件下,聚合反应完成以后大分子链端仍然保留着活性,一旦加入单体即可重新开始聚合反应的反应叫活性聚合。
C → -[CH2-C-CH2]n-
1 0.10 12000 5 0.11 73000
2 0.19 21000 6 0.08 102000
3 0.24 35000 7 0.06 122000
已经参加了反应的反应物(单体)与起始反应物(单体)的物质的量的比值即为转化率。
二.写出下列反应通式
1.聚脂的合成
nHO-R-OH + nH0OCR’-COOH→HO-[OR-OOC-R’COO]n- +(2n-1)H2O
2.聚酰胺的合成
nHOOC(CH2)nCOOH + nH2N(CH2)nNH2
HO-[OC(CH2)NCO-HN(CH2)nNH]n- +(2n-1)H2O
因为:
所以:
即:
答……
第四章.离子、配合聚合
一.叙述下列定义:
1.离子聚合
离子聚合是单体在引发剂或催化中心作用下,按离子反应历程转化为聚合物的化学过程。
2.阴离子聚合
以带负电荷的离子或离子对为活性中心的一类连锁反应。
3.阳离子聚合
以带负电荷的离子或离子对为活性中心的一类连锁反应。
4.配位聚合
配位聚合也称配位离子聚合,是由两种或两种以上组分组成的配位催化剂引发的聚合反应。单体首先在过渡金属活性中心的空位上配位,形成σ→п配位化合物,进而这种被活化的的单体插入过渡金属-碳键进行链增长,最后形成大分子的过程。
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第一章绪论一、习题1.与低分子化合物比较,高分子化合物有何特征解:与低分子化合物相比,高分子化合物有以下主要特征:(1)高分子化合物分子量很大,分子往往由许多相同的简单的结构单元通过共价键重复连接而成;(2)即使是一种“纯”的高分子化合物,它也是化学组成相同而分子量不等,结构不同的同系聚合物的混合物。
它具有分子量和结构的多分散性;(3)高分子化合物的分子有几种运动单元;(4)高分子化合物的结构非常复杂,需用一次、二次和三次结构来描述它。
一次结构是指一个大分子链中所包含的结构单元和相邻结构单元的立体排布。
二次结构是指单个大分子链的构象或聚集态类型。
三次结构是指形成复杂的高分子聚集体中大分子的排列情况。
2.何谓高分子化合物何谓高分子材料解:高分子化合物是指由多种原子以相同的,多次重复的结构单元通过共价键连接起来的,分子量是104-106的大分子所组成的化合物。
高分子材料是指以高分子化合物为基本原料,加上适当助剂,经过一定加工制成的材料。
3.何谓高聚物何谓低聚物解:物理化学性能不因分子量不同而变化的高分子化合物称为高聚物。
反之,其物理和化学性能随分子量不同而变化的聚合物成为低聚物。
但也有将分子量大于一万的聚合物称为高聚物,分子量小于一万的聚合物称为低聚物。
4.何谓重复单元、结构单元、单体单元、单体和聚合度解:聚合物中化学组成相同的最小单位称为重复单元(又称重复结构单元或链节)。
构成高分子链并决定高分子结构以一定方式连接起来的原于组合称为结构单元。
聚合物中具有与单体相同化学组成而不同电子结构的单元称为单体单元。
能形成高分子化合物中结构单元的低分子化合物称为单体。
高分子链中重复单元的重复次数称为聚合度。
5.什么是三大合成材料写出三大合成材料中各主要品种的名称、单体聚合的反应式,并指出它们分别属于连锁聚合还是逐步聚合。
解:三大合成材料是指合成塑料、合成纤维和合成橡胶。
(1)合成塑料的主要品种有:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯等。
上述四种单体的聚合反应均属连锁聚合反应。
聚乙烯CHnCH22CH2n聚丙稀nCH2 CH CH2CH CH3n聚氯乙烯nCH2 CHCl CH2CHCl n聚苯乙烯nCH2 CHC6H2CHC6H5n上述四种单体的聚合反应均属连锁聚合反应。
(2)合成纤维的主要品种有:涤纶(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、锦纶(尼龙-6和尼龙-66)、腈纶(聚丙烯腈)。
涤纶nHO CH22OH+nHOOC COOH H O CH22OC C OH+ 2n-1 H2OnO O逐步聚合尼龙-6 nNH CH2 5CO NH CH2 5COn○1用水作引发剂属于逐步聚合。
○2用碱作引发剂属于连锁聚合。
尼龙-66nH 2N CH 2 6NH 2+nHOOC CH 2 4COOH H NH CH 2 6NHOC CH 2 4CO OH+ 2n-1 H 2On 逐步聚合实际上腈纶常是与少量其它单体共聚的产物,属连锁聚合。
(3)合成橡胶主要品种有:丁苯橡胶,顺丁橡胶等。
丁苯橡胶H 2CCHCH CH 2 +H 2CCHC 6H 2CH CHCH 2CH 2CHC 6H 5连锁聚合顺丁橡胶nCH 2CHCH CH 2CH CHCH 2n 。
6. 能否用蒸馏的方法提纯高分子化合物为什么解:不能。
由于高分子化合物分子间作用力往往超过高分子主链内的键合力,所以当温度升高达到气化温度以前,就发生主链的断裂或分解,从而破坏了高分子化合物的化学结构,因此不能用精馏的方法来提纯高分子化合物。
7. 什么叫热塑性什么叫热固性试举例说明。
解:热塑性是指一般线型或支链型聚合物具有的可反复加热软化或熔化而再成型的性质。
聚乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等聚合物具有热塑性。
热固性是指交联聚合物一次成型后,加热不能再软化或熔化而重新成型的性质。
环氧树脂、酚醛树脂固化后的产物,天然橡胶,丁苯橡胶硫化产物均属热固性聚合物。
8. 什么叫等规(全同立构)、间规(间同立构)和无规聚合物试举例说明之。
解:聚合物分子链全部(或绝大部分)由相同构型链节(l-构型或d-构型)联结而成的聚合物称为等规(或称全同立构)聚合物。
聚合物分子链由d-构型和l-构型链节交替联结而成的聚合物称间规或称间同立构聚合物。
聚合物分子链由d-构型和l-构型链节无规则地联结而成的聚合物称无规聚合物。
以聚丙烯为例CH 2C CH 3CH 2C CH 3CH 2C CH 2CCH 3HCH 3H等规聚丙烯33HH CH 2C CH 3HCH 2CCH 2C CH 2CCH 3同规聚丙烯33HH CH 2C 3CH 2C CH 2C CH 2CCH 3H无规聚丙烯H9. 何谓聚合物的序列结构写出聚氯乙烯可能的序列结构。
解:聚合物序列结构是指聚合物大分子结构单元的连接方式。
聚氯乙烯可能的序列结果有CH 2CH CH 2CH Cl Cl 头-尾连接CH 2CH CH CH 2Cl 头-头连接ClCH CH 2CH 2CH 尾-尾连接Cl10. 高分子链结构形状有几种它们的物理、化学性质有什么特点解:高分子链的形状主要有直线型、支链型和网状体型三种,其次有星形、梳形、梯形等(它们可视为支链型或体型的特例)。
直线型和支链型高分子靠范德华力聚集在一起,分子间力较弱。
宏观物理表现为密度小、强度低,形成的聚合物具有热塑性,加热可熔化,在溶剂中可溶解。
其中支链型高分子由于支链的存在使分子间距离较直线型的大,故各项指标如结晶度、密度、强度等比直线型的低,而溶解性能更好,其中对结晶度的影响最为显着。
网状体型高分子分子链间形成化学键,其硬度、机械强度大为提高。
其中交联程度低的具有韧性和弹性,加热可软化但不熔融,在溶剂中可溶胀但不溶解。
交联程度高的,加热不软化,在溶剂中不溶解。
11. 何谓分子量的多分散性如何表示聚合物分子量的多分散性试分析聚合物分子量多分散性存在的原因。
解:聚合物是分子量不等的同系物的混合物,其分子量或聚合度是一平均值。
这种分子量的不均一性称为分子量的多分散性。
分子量多分散性可以用重均分子量和数均分子量的比值来表示。
这一比值称为多分散指数,其符号为HI ,即分子量均一的聚合物其HI 为1。
HI 越大则聚合物分子量的多分散程度越大。
分子量多分散性更确切的表示方法可用分子量分布曲线表示。
以分子量为横坐标,以所含各种分子的重量或数量百分数为纵坐标,即得分子量的重量或数量分布曲线。
分子量分布的宽窄将直接影响聚合物的加工和物理性能。
聚合物分子量多分散性产生的原因主要由聚合物形成过程的统计特性所决定。
12. 聚合物的平均分子量有几种表示方法,写出其数学表达式。
解:(1)数均分子量iMi N MiWi Wi Ni NiMi Mn ~∑=∑∑=∑∑=(2)重均分子量iMi W NiMiNiMi Wi WiMi Mw ~2∑=∑∑=∑∑=以上两式重N i W iMi分别代表体系中i 聚体的分子数、重量和分子量。
∑N i ,∑W i和∑M i分别代表对分子量不等的所有分子,从i 等于1到无穷作总和,Ni~和Wi~分别代表i 聚体的分子分率和重量分率。
(3)粘均分子量⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛∑+∑=∑∑=M N M N W M W Mi i a i i ia i i aav1/1/1式中a 是高分子稀溶液特性粘度-分子量关系式的系数,一般为。
13. 数均分子量M n 和重均分子量Mw的物理意义是什么试证明府M w ≥M n解:数均分子量的物理意义是各种不同分子量的分子所占的分数与其相对应的分子量乘积的总和。
重均分子量的物理意义是各种不同分子量的分子所占的重量分数与其相对应的分子量乘积的总和。
设M i 为i 聚体的分子量,则()0~2≥∑-NM M in i即 02~~~22≥-+∑∑∑MNM NM N M iin inii亦即0≥•-•M M M M n n n w故当M M n i ≡时,M M n w ≡,当M M n i ≠时,M M n w >。
14. 聚合度和分子量之间有什么关系计算中对不同聚合反反应类型的聚合物应注意什么试举例加以说明。
解:设M n 为聚合物的分子量,M 0为重复单元的分子量,DP 为聚合度(以重复单元数表征的),则DP M M n 0= 。
若X n 为聚合度(以结构单元数表征的);M 0为结构单元的分子量,则X M M n n 0=。
计算时应注意: (1)以重复单元放表征的聚合度常用于连锁聚合物中,其重复单元是结构单元之和。
例如以下交替共聚物中有两个结构单元CHCH CH 2CH C 6H 5C C COOM1= 98 M 2 = 100 M= 98 + 104 = 202()DP DP M M M Mn210+==(2)以结构单元数标表征的平均聚合度Xn常用于缩聚物,对混缩聚物,DP Xn2=其结构单元的平均分子量221M M M+=,例如NH(CH 2)6NHOC(CH 2)4CO结构单元M1= 114 M 2 = 112← 重复单元 → M 0 = 226XM M X M nnn 113221=+•=或 DP DP M M n 2260=•=15. 如何用实验测定一未知单体的聚合反应是以逐步聚合,还是连锁聚合机理进行的。
解:一般可以通过测定聚合物分子量或单体转化率与反应时间的关系来鉴别。
随反应时间的延长,分子量逐渐增大的聚合反应属逐步聚合。
聚合很短时间后分子量就不随反应时间延长而增大的聚合反应届连锁聚合。
相反,单体转化率随聚合时间的延长而逐渐增大的聚合反应属连锁聚合。
单体迅速转化,而转化率基本与聚合时间无关的聚合反应属逐步聚合。
16. 写出下列单体形成聚合物的反应式。
指出形成聚合物的重复单元、结构单元、单体单元和单体,并对聚合物命名,说明属于何类聚合反应。
(1)CH 2CHCl(2)CH 2CHCOOH(3)OH(CH 2)5COOH(4)CH 2CH 2CH 2O (5) H 2N(CH 2)6NH 2+HOOC(CH 2)8COOH(6) OCN(CH 2)6NCO+HO(CH 2)4OH解:(1)nCH 22CHClCH 2CHCl n单体自由基聚合聚氯乙烯重复单元结构单元单体单元(2)nCH22CHCOOHCH2CHCOOHn单体自由基聚合聚丙烯酸重复单元结构单元单体单元(3)nHO(CH2)5O(CH2)5CO+ nH2On 单体缩聚反应聚己(内)酯O(CH2)5CO为重复单元和结构单元,无单体单元。
(4)nCH2CH2CH2O CH2CH2CH2O n 单体开环聚合聚氧杂环丁烷CH2CH2CH2O为重复单元、结构单元、单体单元。
(5)nH2N(CH2)10NH2 + nHOOC(CH2)8COOH H NH(CH2)10NHCO(CH2)8CO OH+(2n-1)H2On缩聚反应聚癸二酰癸二胺H2N(CH2)10NH2和HOOC(CH2)8COOH为单体。