高分子化学知识点教学提纲
《高分子化学》教学大纲
《高分子化学》教学大纲一、课程基本信息课程名称(中、英文):《高分子化学》(POLYMER Chemistry)课程号(代码):300019040课程类别:专业必修课学时:64 学分:4二、教学目的及要求高分子化学是高分子类专业基础课。
以有机化学和物理化学等为基础,又为后继课程:聚合反应工程、聚合物合成工艺学等打下理论基础。
高分子化学是研究聚合物的合成原理及其化学反应的一门科学。
它的任务是通过课堂教学,使学生掌握高分子的基本概念,合成高分子化合物的基本原理及控制聚合反应速度和分子量的方法,高分子化学反应的特征及聚合方法的选择。
第一章 5 学时第二章11学时第三章18学时第四章8学时第五章 6 学时第六章6学时第七章3学时第八章3学时第九章4学时对毕业要求及其分指标点支撑情况:(1)毕业要求1,分指标点1.4;(2)毕业要求2,分指标点2.4三、教学内容(含各章节主要内容、学时分配,并红字方式注明重点难点)第一章绪论(5学时)掌握高分子化合物的基本概念、分类及命名原则,高分子聚合反应的分类。
掌握聚合物的平均分子量、分子量分布、结构性能的基本概念。
1、高分子化合物的基本概念(4学时)2、聚合物的分子量及其分布、结构性能的基本概念(2学时)要点:高分子的定义和聚合反应分类分子量的统计平均意义第二章逐步聚合(11学时)掌握逐步聚合反应的特点;反应程度、官能度、线型缩聚、体型缩聚的概念;线型缩聚中影响聚合度的因素及控制聚合度的方法;体型缩聚中凝胶点的预测。
了解线型缩聚动力学,逐步聚合的实施方法。
1、平衡缩聚的特点及影响缩聚平衡的因素;(1学时)2、Flory等活性理论;(1学时)3、反应程度和平均聚合度的概念,计算公式及相互关系;(1.5学时)4、平均聚合度与平衡常数的关系及缩聚平衡方程;(1学时)5、缩聚反应动力学;(1学时)6、影响缩聚反应的因素;(1学时)7、线型缩聚产物分子量的控制和分布;(1学时)8、体型缩聚;(1.5学时)9、不平衡缩聚;(1学时)10、逐步聚合反应实施方法。
高分子化学复习提纲
复 习 提 纲一.绪论1.高分子的基本概念(1)有关结构组成的基本概念:如单体 结构单元 重复单元 聚合度等(2)有关分子量及其分布的基本概念,如:数均分子量(聚合度),重均分子量(聚合度),分子量分布指数等2.聚合反应类型及基本特点二.缩聚与逐步聚合1.缩聚反应机理2.线型缩聚反应中聚合度的影响因素、 规律、控制方法及其相关计算3.体型缩聚中凝胶点的预测:carothers法和 flory统计法4.名词解释:凝胶点 反应程度 官能度 无规预聚体 结构预聚体 支化单体 过量系数5.缩聚反应常见的实施方法的种类、 特点及应用三.自由基聚合1.自由基聚合的单体和引发剂类型2. 自由基聚合的机理及其基元反应3.聚合速率的影响因素及其规律(自由基微观速率方程)4.自动加速现象产生的原因及其特点5.聚合度的影响因素、规律及相关计算6.自由基聚合的阻聚作用和阻聚剂四.自由基共聚合1. 共聚物的分类与命名2.二元共聚物的组成微分方程3. 二元共聚行为及其组成曲线4.控制共聚物的组成的方法5.Q-e组合6.竟聚率的测定、 影响因素及应用五.聚合方法1.四种常见的聚合方法及应用,重点掌握悬浮聚合和乳液聚合的聚合体系的组成,掌握简单的配方设计。
2. 新型的乳液聚合方法六.离子聚合1.离子聚合的单体和引发剂类型2.离子聚合的机理及动力学内容3.离子聚合与自由基聚合的比较七.配位聚合1. 配位聚合聚合的定义, 特点, 基本性质及应用2.Z-N引发剂的组成及其发展历程八.聚合物的化学反应1.聚合度变大的反应:重点掌握接枝共聚,嵌段共聚和扩链的方法2.降解反应:重点掌握热解,氧化降解和光解的机理及应用3.名词解释: 液体橡胶 扩链 邻近基团效应 几率效应 自然降解 老化。
高分子化学总结复习提纲
高分子化学总结复习提纲第一篇:高分子化学总结复习提纲高分子化学总结复习提纲第一章绪论本章重点:1、高分子化合物的定义及其结构特点;2、高分子化合物的分类及命名方法;3、大分子结构式及聚合反应方程式的书写;4、大分子微结构与其性能关系;5、三种相对分子量的定义及计算,分子量多分散性的定义及表示方法;6、注意区别:重复单元、结构单元、单体单元和链节之间的关系。
第二章自由基聚合反应本章重点:1、单体结构决定能否聚合及聚合反应历程,取代基对聚合反应历程有影响;2、自由基聚合的三基元反应历程及其特点;3、自由基聚合的三种主要引发剂(过氧类,偶氮类,氧化还原类)及引发反应;4、自由基聚合反应速率(表达式),聚合度(表达式)及影响因素;5、动力学链长的定义及计算,动力学链长与链转移反应的关系;6、四种链转移反应对聚合反应速率及聚合度的影响,相对分子质量的控制方法;7、自动加速现象及产生原因,如何避免;8、阻聚和缓聚的机理,常用阻聚剂;9、推导自由基聚合动力学方程时所作的三个基本假定的内容;第三章自由基共聚合本章重点:1、四种二元共聚物的类型及结构;2、竞聚率的定义,共聚物组成控制方法;3、二元共聚物组成微分方程(两种表达式),典型二元共聚物组成曲线;4、单体及自由基活性的影响因素;5、Q-e方程的意义和用途。
第四章聚合实施方法本章重点:四种聚合实施方法的体系组成及特点,乳液聚合的独特机理。
第五章离子聚合第六章配位聚合两章重点:1、阴离子,阳离子聚合反应的单体及引发剂类型;2、阴离子聚合和阳离子聚合的典型引发反应;3、阴离子聚合活性中心的四种形态及链增长方式;4、阴离子聚合反应历程及特点,活性阴离子聚合的概念及应用;5、阳离子聚合反应历程及特点,异构化聚合的概念;6、聚合物立构规整性的概念,聚丙烯立构规整性的表示方法;7、溶剂对阴,阳离子聚合反应速率及聚合物立构规整性的影响;8、配位聚合与定向聚合的概念,配位聚合引发体系与聚合历程。
高分子化学第二版教学大纲
高分子化学第二版教学大纲背景介绍高分子是一类由单体通过共价键相互连接而成的大分子化合物,广泛应用于工业、医疗、化妆品、食品等众多领域。
本课程通过深入探讨高分子的结构、性质和应用,旨在培养学生的高分子化学思维和实践能力,为其未来的学习和工作打下坚实的基础。
教学目标与要求•掌握高分子化学基本概念;•理解高分子化学的基本原理;•熟练掌握高分子材料的制备、表征和应用,包括聚合反应、链转移反应、共聚反应等;•学会分析高分子化学问题并解决实际应用中遇到的问题;•认识高分子在医学、食品、化妆品、工业等领域的应用。
教学内容第一章:高分子化学基础概念1.高分子化学的引入与发展历程;2.高分子化学的基本概念;3.高分子的结构与性质;4.高分子化学的应用。
第二章:高分子聚合反应1.聚合反应的基本原理;2.自由基聚合反应;3.离子聚合反应;4.阳离子聚合反应;5.阴离子聚合反应。
第三章:高分子链转移反应1.链转移反应的基本原理;2.烷基铜链转移反应;3.制备功能高分子的链转移反应;4.实用的链转移剂。
第四章:高分子共聚反应1.共聚反应的基本原理;2.进行共聚反应的条件;3.典型的共聚反应体系。
第五章:高分子表征方法1.高分子结构的表征方法;2.溶液聚合过程的监测方法;3.高分子物性测试方法。
第六章:高分子材料的制备与应用1.高分子材料的制备工艺;2.高分子材料的性质与应用;3.高分子材料在医学、食品、化妆品、工业等领域的应用。
教学方式1.理论授课:通过PPT、板书及案例分析进行;2.实验教学:根据学生专业背景和课程要求,针对实验室教学安排相应实验;3.课堂互动:通过提问、讨论等方式激发学生的兴趣和动力。
课程评价学生的成绩将综合考虑平时表现、实验报告、考试成绩等多项因素,并将评定为A、B、C、D四个等级。
教材与参考书目教材:《高分子化学》(第二版),作者:谢文良等,出版社:化学工业出版社。
参考书目: 1. 《高分子化学导论》(第五版),作者:周光召、徐大为等,出版社:高等教育出版社; 2. 《高分子物理》(第三版),作者:李耀斌、赵静等,出版社:科学出版社; 3. 《高分子反应工程》(第二版),作者:许祖林等,出版社:化学工业出版社。
【精品】高分子化学复习提纲完整版
高分子化学复习提纲第一部分:分章内容第一章:1、掌握表1-1和表1-2中常见聚合物的名称、重复单元和单体。
2、了解常见聚合物的命名原则。
3、掌握连锁聚合和逐步聚合的特征(分子量、转化率和机理的不同点).4、掌握聚合物的微观结构的多样性(键接方式、序列结构、立体结构的不同点)。
5、掌握热塑性聚合物和热固性聚合物的定义和特点。
6、掌握玻璃化温度和熔点的定义及其应用.第二章:1、了解常见的缩聚单体的特征,并掌握常见的缩聚产品。
2、何谓官能度?对缩聚有什么影响?那些单体可以制得线型聚合物?那些单体可以制得体型聚合物?一分子中能参与反应的官能团数称作官能度,2-2或2—官能度体系缩聚,形成形成聚合物;2—3、2—4、或3-3等官能度体系则形成体型缩聚物。
除聚合速率外,分子量控制是线性缩聚关键,凝胶点的控制是体型缩聚的关键.3、在推导线性缩聚动力学时,用到哪个假设?官能团等活性概念.4、什么叫反应程度?与分子量有什么关系?平衡常数对聚合度有什么影响?P60反应程度定义为反应的基团数(N0—-N)占起始基团数N0的分数;Xn=1/(1-p);5、基团比对聚合度有事么影响?P606、逐步聚合有哪些实施方法?熔融聚合、溶液聚合、界面聚合、固相聚合、,以前两种方法为主,固相聚合为辅,工业上界面缩聚只限于聚碳酸酯的合成。
7、了解界面缩聚的组成和注意事项。
组成,两种单体、水和有机溶剂;单体的活性要高,界面缩聚属于扩散控制,应有足够的搅拌强度,保证单体及时传递。
8、了解常见的线性缩聚物的制备原理和方法.P4010、9、何谓无规预聚物和结构预聚物?P4011、碱催化和酸催化的酚醛树脂的结构有何不同?生产控制上什么差异?碱催化时,醛过量,形成无规预聚物,继续加热可直接交联固化;酸催化时,酚过量,形成热塑性结构预聚物,不能固化,要外加催化剂(六亚甲基四胺)才能固化。
11、了解常见的结构预聚物的制备原理和方法及交联固化方法。
不饱和聚酯;环氧树脂;酸催化酚醛树脂。
高分子化学复习提纲
AIBN引发、歧化终止本体聚合:
1 1 = + CM Xn υ
氯乙烯的聚合反应中自由基向单体的转移反应约 占大分子总数的75%,所以其聚合度公式最为简单:
1 Xn = CM
水解
_ ~[CH2 CH]n ~ OH
CH2 CH O CH2
OCOCH3
OCOCH3
O R C H
CH2 CH OH
CH2 CH OH
CH2 CH
H2O
O
9.有机玻璃,即聚甲基丙烯酸甲
CH 3 n CH2 = C
=
~ [CH2 C]n ~ COOCH 3
_
CH 3
COOCH 3
10.聚丙烯:必须采用配位聚合而不能用阳离子聚合, 更不能采用自由基聚合。
2
n OC(CH2)5NH
H2O
~[OC(CH2)5NH]n~
5.聚甲苯2,4二氨基甲酸乙二
CH 3 nOCN +nHO (CH 2 ) 2 OH NCO CONH
CH 3
NHCOO(CH 2 ) 2 O
n
6.聚己二氨基甲酸乙二酯
n O C N ( C H 2)6 N C O
+
n H O ( C H 2)4 O H O C N H ( C H 2)6 N H C O O ( C H 2)4 O
5.体型缩聚凝胶点计 首先判断两类官能团摩尔数是否相等,再分别按照不 同公式计算平均官能度: 1)如果两种官能团等摩尔即 fa Na = fb Nb + fc Nc, 则平均官能度为官能团总摩尔数与单体总摩尔数之比:
高分子化学 教学大纲
高分子化学教学大纲高分子化学教学大纲高分子化学是化学领域中的一个重要分支,研究的是由大量重复单元组成的高分子材料的合成、结构、性质和应用。
高分子化学的发展与人们对新材料的需求密切相关,广泛应用于塑料、纤维、涂料、橡胶等领域。
一、引言高分子化学作为一门学科,其教学大纲的设计应该能够全面、系统地介绍高分子化学的基本概念、原理和应用。
通过学习,学生应该能够掌握高分子化学的基本知识,理解高分子材料的结构与性质之间的关系,并能够应用所学知识解决相关问题。
二、基本概念与原理1. 高分子化学的基本概念高分子化学主要研究由大量重复单元组成的高分子材料,如聚合物。
学生应该了解高分子材料的定义、特点和分类。
2. 聚合反应与聚合物合成学生应该了解聚合反应的基本原理,包括自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合和环氧化聚合等。
此外,还应该学习聚合物的合成方法,如溶液聚合、乳液聚合、悬浮聚合等。
3. 高分子结构与性质高分子材料的结构与性质之间存在密切的关系。
学生应该学习高分子链的构型、分子量与分子量分布、晶体结构与非晶体结构等方面的知识,并了解这些因素对高分子材料性质的影响。
三、高分子材料的性质与应用1. 高分子材料的力学性能学生应该学习高分子材料的力学性能,包括弹性模量、屈服强度、断裂韧性等,以及与力学性能相关的因素,如分子量、结晶度、交联度等。
2. 高分子材料的热学性能学生应该了解高分子材料的热学性能,如熔融温度、热膨胀系数、热导率等,并掌握相关测试方法和应用。
3. 高分子材料的电学性能高分子材料在电学性能方面有着广泛的应用。
学生应该学习高分子材料的电导率、介电常数、电解质性能等,并了解高分子电解质、高分子电导体等相关领域的应用。
4. 高分子材料的光学性能高分子材料在光学领域也有着重要的应用。
学生应该学习高分子材料的透明性、折射率、吸收光谱等,掌握相关测试方法和应用。
四、高分子材料的应用领域1. 塑料与橡胶塑料和橡胶是高分子材料的两个重要应用领域。
《高分子化学(一)》教学大纲
高分子化学(一)课程教学大纲课程代码:CHEM3053课程类别:基础课程授课对象:化学工程与工艺、应用化学等专业开课学期:春秋季学分:3学分指定教材:潘祖仁,《高分子化学》,化学工业出版社,2003年本课程教学目的:高分子化学是化学科学中发展最快、最新、应用最广的学科之一。
它建立在四大基础化学——无机化学、分析化学、有机化学和物理化学的基础之上,是四大基础化学过渡到实际应用中间的桥梁,同时又是现代材料科学、精细化学品化学、石油化工、现代化工等学科的基础。
本课程的任务是使学生掌握高分子化的基本理论,能较为熟练地应用高分子化学的方法(如聚合、改性等基本方法)解决遇到的实际问题。
本课程的目的旨在使学生对当代化学,尤其是高分子科学的发展状况和发展趋势有较深入的了解。
本课程可为学生今后进一步在化学及材料科学方面继续深造打下坚实的理论基础;也可为学生今后在相关领域从事新产品开发、应用和生产提供较强的背景知识。
第一章绪论(Introduction)课时:共6课时教学内容1.1 Types of Polymers and Polymerization教学要点:高分子化合物的基本概念;加聚、缩聚和开环聚合;聚合物的平均分子量、分子量分布。
1.2 Classification and Nomenclature教学要点:高分子的分类及命名原则1.3 Polymerization Mechanism教学要点:连锁聚合、逐步聚合和无终止聚合1.4 Molecular Weight and Polydispersity教学要点:聚合物分子量与物理性质的关系;平均分子量与分子量分布;分子量测定方法1.5 Linear, Branched, and Cross-linked Polymers教学要点:线性、支链型和体型聚合物;热塑性聚合物与热固性聚合物;1.6 Microstructure of Polymers教学要点:单元结构、序列结构、立体异构、几何异构1.7 Physical State of Polymers教学要点:聚集态结构;熔点和玻璃化温度;高分子液晶态结构1.8 Polymer Materials and Mechanical Properties教学要点:橡胶、塑料和纤维的机械强度思考题: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.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。
高分子化学复习提纲
4. 聚合度
1 Xn
2kt Rp k p2[M ]2
CM
CI
[I] [M ]
CS
[S] [M ]
歧化终止
1 Xn
1 ( X n )0
CM
CI
[I] [M ]
CS
[S] [M ]
5. 共聚物组成方程
(X n )0
C
D
2
C、D分别为偶合终止和 歧化终止的分率。
d M 1 dM 2
M M
1 2
Xn
2DP
1 1 p
两官能团非等当量比,bBb过量
r Na Nb
q NB 1 NA
DP
r
1 r 2rp
DP
1
q 2(1 p)
X n 1 r 1 r 2rp
Xn q2 q 2(1 p)
两官能团等物质的量,另加少量单官能团物质Cb
r Na Na 2Nc
Na q
2Nc
DP X n / 2
二. 计算公式:
1. 引发剂分解动力学
Ri 2 fkd [I]
I ln I0 kdt
t1/ 2
ln 2 kd
0.693 kd
2.自由基聚合微规动力学
1
Rp
K p
fK d Kt
2
I
1 2
M
1
ln 1 1C
k p
fkd kt
2
I
1 2
t
3. 动力学链长
kp [M] 2( fkd kt )1/ 2 [I ]1/ 2
酸催化—结构预聚物,酚/ 醛>1 ,加交联剂固化。 7. 聚碳酸酯:酯交换法,加苯酚调节分子量,熔融缩聚。
高分子化学总复习提纲1
自动加速效应 autoacceleration effect 又称凝胶效应。在自由基聚合反应中,由于聚合体系黏 度增大而使活性链自由基之间的碰撞机会减少,双基终止难 于发生,导致自由基浓度增加,此时单体仍然能够与活性链 发生链增长反应,从而使聚合速度自动加快的现象。 竞聚率: 两种单体均聚速率常数与共聚速率常数之比称为竞聚 率: r1 == k11 / k12;r2 == k22 / k21。 活性聚合、活性聚合物、计量聚合 living polymer 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 可以重新开始聚合反应,这样的聚合反应称为活性聚合;生 成物叫活性聚合物。阴离子聚合、配位阴离子聚合、阳离子 聚合以及自由基聚合反应在特定的条件下都可以得到活性聚 合物。不过阴离子聚合是目前合成活性聚合物最有效的方 法。
5.体型缩聚凝胶点计算: 首先判断两类官能团摩尔数是否相等,再分别按照不 同公式计算平均官能度: 1)如果两种官能团等摩尔即 fa Na == fb Nb + fc Nc, 则平均官能度为官能团总摩尔数与单体总摩尔数之比:
_
f
=
fa Na + fb Nb + fc Nc Na + Nb + Nc
2)如果两种官能团摩尔数不等,则平均官能度应该等于摩 尔数少的官能团摩尔数的二倍与单体总摩尔数之比:设fa Na > fb Nb + fc Nc,
=
_ _ _ _ HO [OC(CH2)4CO HN(CH2)6NH ]n H + (2 n 1) H2 O
4. 尼龙-6, 也有两条合成路线: 1)n HOOC(CH2)5NH2 == HO–[OC(CH2)5NH]n–H + (n -1) H2O
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2.名词解释交替共聚物:两种单体在大分子链上严格交替相间排列。
嵌段聚合:两种或两种以上单体分别聚合成链节(或链段)生成嵌段共聚物的一类共聚合反应。
活性聚合:阴离子聚合由链引发、链增长和链终止三个基元反应组成,如聚合体系纯净、无质子供体,阴离子聚合可控制其终止反应,这种无终止;无链转移的聚合反应即为活性聚合。
特征为(1)无链终止;(2)无链转移;(3)引发反应比增长反应快,反应终了时聚合链仍是活的。
异构化聚合:指在链增长反应过程中常常发生原子或原子团的重排过程的反应。
反应程度:高分子缩聚反应中用以表征高分子聚合反应反应深度的量。
计算方法为参加反应的官能团数占起始官能团数的比例。
转化率:进入共聚物的单体量占起始单体量M的百分比。
笼蔽效应:在溶液聚合反应中,浓度较低的引发剂分子及其分解出的初级自由基始终处于含大量溶剂分子的高黏度聚合物溶液的包围之中,一部分初级自由基无法与单体分子接触而更容易发生向引发剂或溶剂的转移反应,从而使引发剂效率降低。
诱导分解:诱导分解(Induced Decomposition)自由基向引发剂转移的反应为诱导分解。
自由基发生诱导分解反应将使引发剂的效率降低,同时也使聚合度降低平均官能度:有两种或两种以上单体参加的混缩聚或共缩聚反应中在达到凝胶点以前的线形缩聚阶段,反应体系中实际能够参加反应的官能团数与单体总物质的量之比。
(每一份子平均带的官能度)凝胶点:开始出现凝胶瞬间的临界反应程度Pc。
高分子:由许多结构相同的简单的单元通过共价键重复连接而成的相对分子质量很大的化合物。
由于对大多数高分子而言,其均由相同的化学结构重复连接而成,故也成为聚合物或高聚物。
计量聚合:指链引发速率在阴离子聚合反应中严格控制条件,以得到接近单分散的聚合物为目的的聚合反应。
配位聚合:单体分子首先在活性种的空位处配位,形成某些形式(σ-π)的配位络合物。
随后单体分子插入过渡金属(Mt)-碳(C)链中增长形成大分子的过程。
这种聚合本质上是单体对增长链Mt-R键的插入反应,所以又称为插入聚合。
(配位聚合具有以下特点:活性中心是阴离子性质的,因此可称为配位阴离子聚合;单体π电子进入嗜电子金属空轨道,配位形成π络合物;π络合物进一步形成四圆环过渡态;单体插入金属-碳键完成链增长;可形成立构规整聚合物。
配位聚合引发剂有四种:Z-N催化剂;π烯丙基过渡金属型催化剂;烷基锂引发剂;茂金属引发剂。
其中茂金属引发剂为新近的发展,可用于多种烯类单体的聚合,包括氯乙烯。
)线形缩聚:是两种或者以上的双官能团单体聚合最终生成物是长链的线性大分子理想衡比共聚:不论单体配比和转化率如何,共聚物组成总是与单体组成完全相等,共聚物组成曲线是一条对角线。
动力学链长:是指活性中心(自由基)从产生到消失所消耗的单体数目立构规整度:是立构规整聚合物占总聚合物的分数,是评价聚合物性能、引发剂定向聚合能力的一个重要指标。
降解:大分子分解成较小的分子。
(分子量变小的反应)老化:聚合物及其制品在加工、贮存及使用过程中,物理化学性质及力学性能逐步变坏,这种现象称老化。
PMA聚丙烯酸甲酯PAN 聚丙烯腈PTFE 聚四氟乙烯SMA 苯乙烯-马来酸酐(顺丁烯二酸酐)AIBN 偶氮二异丁腈ABVN 偶氮二亿庚腈BPO 过氧化二苯甲酰PP 聚丙烯PS 聚苯乙烯PMMA 聚甲基丙烯酸甲酯PVA 聚乙烯醇PAN 聚丙烯晴PET 聚酯PA66 尼龙66PA6 尼龙6PET:聚对苯二甲酸乙二醇酯PVAc聚醋酸乙烯酯ABS 丙烯醇-丁二烯-苯乙烯共聚物3影响线形缩聚聚合物的分子量因素答:反应程度,平衡常数,。
Xn=1/1-p=√k+1;基团数比:r=1或q=0时,Xn=1/1-p;p=1时,Xn=1+r/1-r 4 何种单体适合于何种机理聚合答:自由基聚合:通过自由基引发进行链增长得到高聚物的聚合反应。
阴离子聚合:由阴离子引发并进行增长的聚合反应。
阳离子聚合:由阳离子引发并进行增长的聚合反应。
实例如下CH2=CH-Cl,氯原子的诱导效应和共轭效应作用相反,且均较弱,所以离子聚合困难,只能自由基聚合。
CH2=C(Cl)2,结构不对称,同时比氯乙烯多一个氯原子,诱导作用加强,可进行阴离子和自由基聚合。
CH2=CH-CN,氰基为吸电子基团,可降低双键的电子云密度,可进行阴离子和自由基聚合,在一定条件下还可进行陪位聚合。
CH2=CH(CN)2,两个氰基的诱导吸电子作用过强,只能进行阴离子聚合。
CH2=CHCH3,甲基可产生供电超共轭效应,但强度不大,同时聚合产生的烯丙基自由基稳定,不会增长为大分子,故不发生自由基和离子聚合,只在特殊的络合引发剂作用下进行配位聚合。
CH2=C(CH3)2,两个甲基能产生较强的给电子效应,可进行阳离子聚合。
在一定条件下可发生配位聚合。
CH2=CH-C6H5,共轭体系,π电子流动性大,易极化,可发生自由基、阴离子、阳离子聚合。
CF2=CF2,四个氟原子均产生吸电子诱导作用,但结构对称,机化度小,同时氟原子体积小,可发生自由基聚合。
两个吸电子基产生很强的吸电子诱导作用,只可进行阴离子聚合。
(10)CH2=C(CH3)CH=CH2,共轭体系,π电子流动性大,发生自由基、阴离子、阳离子聚合。
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=CHCH3:配位聚合,甲基(CH3)供电性弱。
CH2=CHC6H5:三种机理均可,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=CH2:三种机理均可,共轭体系。
5.引发体系的选择水溶性-----水溶液聚合,乳液聚合油溶性-----本体聚合,溶液聚合,悬浮聚合6自由基聚合速率的控制步骤7.自动加速效应---什么是自动加速现象?产生的原因是什么?对聚合反应及聚合物会产生什么影响?答:当自由基聚合进入中期后,随转化率增加,聚合速率自动加快,这一现象称为自动加速现象。
这是由于凝胶效应和沉淀效应使链自由基的终止速率受到抑制,而链增长速率变化不大,从而使聚合速率加快。
自动加速现象可提高聚合反应速率,但控制不好,会出现爆聚使聚合失败。
自动加速现象使聚合物分子量分布变宽。
8.链转移什么叫链转移反应?有几种形式?对聚合反应速率和聚合物的相对分子质量有何影响?什么叫链转移常数?与链转移速率常数有何关系?答:链自由基夺取其它分子上的原子,使原来的自由基终止,同时生成一个新的自由基,这种反应称为链转移反应。
链转移的形式包括:向单体、溶剂、引发剂、聚合物、外来试剂的转移反应。
对聚合反应速率和聚合物相对分子质量影响与链增长速率常数kp、链转移反应速率常数ktr、再引发速率常数ka相对大小有关。
链转移常数C=ktr/kp,为链转移反应速率常数与链增长反应速率常数之比,表示链转移剂和单体对链自由基反应的竞争能力。
13如何判断某一特定单体的聚合是自由基聚合还是离子聚合答:借离子型引发剂(也称催化剂)使单体形成活性离子,通过离子反应过程,其增长链端基带有正或负电荷的加成聚合或开环聚合反应。
又称催化聚合。
合成高聚物的重要方法之一。
离子型聚合反应的特点是:①与自由基聚合相比,离子型聚合反应通常在较低温度下进行。
大多数聚合反应温度低于0℃,而自由基聚合几乎都在0℃以上甚至超过50℃的温度下进行的。
②离子型聚合反应的活化能总是小于相应的自由基聚合的活化能,甚至可能是负值。
③离子型聚合对反应介质的极性和溶剂化能力的变化较敏感。
在工业上的应用不如自由基聚合广泛。
④聚合反应不受自由基猝灭剂的加入而受影响15 影响高分子化学反应的化学因素答:主要包括邻位基团效应和几率效应。
邻位基团效应是指相邻的官能团参与反应,使得功能基的反应活性增强或降低。
几率效应是指在一些由相邻基团参与的不可逆反应中,由于反应几率的原因,使得中间的一些基团不能参与反应,造成各功能基的反应性不同。
16推导自由基聚合动力学方程时,作了哪些基本假定?答:在不考虑链转移反应的前提下,作了三个基本假定:等活性假定,即链自由基的活性与链长无关;稳态假定,即在反应中自由基的浓度保持不变;聚合度很大假定。
19推导自由基聚合,共聚物组成方程时,做了哪些基本假设?共聚物组成微方程的推导过程。
(1)自由基活性与链长无关(即等活性理论),也与前末端(倒数第二)单元结构无关,仅取决于末端单元的结构;(2)无解聚反应,即不可逆聚合;(3)共聚物聚合度很大时,可忽略链引发和链转移反应的单体消耗,即单体仅消耗于链增长反应,因此共聚物的组成仅由链增长反应决定;(4)假设共聚反应是一个稳态过程,即总的活性中心的浓度[M1 .+M2 .]恒定,[M1 .]和[M2 .]的消耗速率等于[M1 .]和[M2 .]的生成速率,并且M1 .转变为M2 .的速率等于M2 .转变为M1 .的速率推导过程如下()见最后20 竞聚率判据r1 = k11/k12,表示以M1.为末端的增长链加本身单体M1与加另一单体M2的反应能力之比,M1 . 加M1的能力为自聚能力,M1 .加M2的能力为共聚能力,即r1表征了M1单体的自聚能力与共聚能力之比;r1= 0,表示M1的均聚反应速率常数为0,不能进行自聚反应,M1.只能与M2反应;r1> 1,表示M1. 优先与M1反应发生链增长; r1< 1,表示M1. 优先与M2反应发生链增长;r1= 1,表示当两单体浓度相等时,M1. 与M1和M2反应发生链增长的几率相等; r1= ∞,表明M1. 只会与M1发生均聚反应,不会发生共聚反应。
17聚合热力学上判断依据答:聚合自由能查ΔG(=ΔH-TΔS)的正负是能否聚合的依据,ΔG小于0聚合才有可能,大于0则解聚,等于0则聚合与解聚处于可逆平衡。
烯类聚合熵变近于定值,可以用聚合焓的大小来初步判断聚合倾向。
位阻效应,共振能和共轭效应,氢键会使熵降低,强电负性基团会使聚合热增加。
18自由基,离子聚合,逐步聚合的机理特征比较自由基:1 由链引发、链增长、链终止等基元反应组成,其速率常数和活化能各不相。
链引发最慢,是控制步骤。
2单体加到少量活性种上,使链迅速增长。
自由基聚合反应在微观上可区分为链引发、增长、终止、转移等基元反应,3具有为慢引发、快增长、快终止的特点。
其中引发速率最小,所以它成为控制总聚合速率的关键。
4增长与单体种类有关,Rp极快。
体系仅由单体和聚合物组成。
5在聚合全过程中,聚合度变化较小。