高分子化学课堂练习答案

第一章绪论

1.有下列所示三成分组成的混合体系。

成分1：重量分数=0.5，分子量=l×104

成分2：重量分数=0.4，分子量=1 ×105。

成分3：重量分数=0.1，分子量=1×106

求：这个混合体系的数均分子量和重均分子量及分子量分布宽度指数。

解:

1

/

n

i i

i i

i

m m

M m

n M

M

α

===

∑∑

∑

=4

10

85

.1

10

1.0

10

4.0

10

5.0

1

6

5

4

⨯

=

+

+

4564

0.5100.4100.11014.510

i

i

w M

Mα

==⨯+⨯+⨯=⨯

∑

84

.7

/=

=M

M n

w

HI

第二章 逐步聚合

1、讨论下列缩聚反应环化的可能性。m=2~10。

①

②

解：①、m=2时，β-氨基酸易脱氨。

m=3，4时，易成稳定的五、六元环。 其余主要进行线型缩聚。

②、 m=2，3，二元酸在一定条件下可脱水成五、六元环状酸酐。其余主

要进行线型缩聚。

单体成的环越稳定，则单体越易环化，而不利于线型缩聚。反之，成的环越不稳定，则不易成环，主要进行线型缩聚。

2. 尼龙-1010是根据1010盐中过量的癸二酸控制相对分子质量的。如果要求数均相对分子质量为2×104，反应程度为0.995，问配料时的当量系数和过量分数各是多少？ 解：

a. 尼龙-1010结构单元的平均分子量为0=169，=0。=118。

b. 单体非等当量投料，=（1+γ）/（1+γ-2γP ）。γ=0.993，q=0.007。

3、生产尼龙-66，想获得数均分子量为13500的产品，采用己二酸过量的办法, 若使反应程度P 达到0.994，试求己二胺和己二酸的配料比。 解：当己二酸过量时，尼龙-66的分子结构为

HO CO(CH 2)4CONH(CH 2)6NH CO(CH 2)4COOH n

112

114

结构单元的平均分子量M 0＝(112＋114)/2=113 118113

146

13500=-=n X

当反应程度P = 0.994时，求r 值：

rp r r X n 211-++=

r

r r

994.0211118⨯-++=

己二胺和己二酸的配料比995.0=r

4、用145克（1mol ）α,ω氨基庚酸合成尼龙-7时，加入0.01mol 的乙酸作为端基封锁剂，求尼龙-7的最大数均聚合度。 解法1

9901.001

.011

=+=+=

c a a N N N r

当反应程度为1时，有最大数均聚合度

1011

9901.011

11=⨯-=-=

=rp DP X n 解法2

－NH 2官能团的摩尔数为1mol

－COOH 官能团的摩尔数为1＋0.01＝1.01mol 羧基过量。

9802.101

.012

1=+⨯=

f

当反应程度为1时，有最大数均聚合度：1019802

.1122

22=⨯-=-=

f P X n 5、1mol 的己二胺和0.88mol 的己二酸进行缩聚，外加0.01mol 的乙酸作为分子量调节剂。试求反应程度到达0.99时所得缩聚产物的数均聚合度。 解：－NH 2官能团的摩尔数为2mol

－COOH 官能团的摩尔数为0.88×2＋0.01＝1.77mol 胺基过量。

873.101.088.012

77.1=++⨯=

f 7.13873

.199.02222=⨯-=-=

f p X n 另解：设己二酸中的羧基为N a mol ，乙酸中的羧基为N c ，己二胺中的胺基为

N b mol 。 单体摩尔数之比

220.8820.01

0.8921a c b N N r N +⨯+⨯=

==⨯

8.1499

.089.0289.0189

.01211=⨯⨯-++=-++=

rp r r X n

6、由1mol 丁二醇和1mol 己二酸合成数均分子量为5000的聚酯，

（1）两基团数完全相等，忽略端基对数均分子量的影响，求终止缩聚的反应

程度P ；

（2）在缩聚过程中，如果有5mmol 的丁二醇脱水成乙烯而损失，求达到同样

反应程度时的数均分子量；

（3）如何补偿丁二醇脱水损失，才能获得同一数均分子量的缩聚物？

（4）假定原始混合物中羧基的总浓度为2mol ，其中1.0％为醋酸，无其它因

素影响两基团数比，求获得同一数均聚合度时所需的反应程度。

解：

（1）—[CO(CH 2)4COO(CH 2)4O]— M 0＝(112+88)/2=100，

5010050000===

M M X n n 由9800.011

=⇒-=P P

X n （2）r=Na/Nb=2×(1-0.005) /(2×1)=0.995

445310053.4453

.449800

.0995.02995.01995

.012110=⨯=⨯==⨯⨯-++=-++=

M X M rP r r X n n n （3）可排除小分子以提高P 或者补加单体来补偿丁二醇的脱水损失。 （4）依题意，醋酸羧基为2×1.0％＝0.02mol

己二酸单体为（2-0.02）÷2＝0.99mol ∴

22

1.99000.9910.02

f ⨯=

=++

根据f P X n -=

22 代入数据9900

.122

53.44⨯-=P 解得P ＝0.9825