高分子化学(第五版)潘祖仁版课后习题答案

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

38576

100000

/170000/530000/101

510)

/(=++++=

=

=≡∑∑∑∑∑i i i i i i i n M m m n M n n m M

质均分子量

10300005700001100000

46876

1051

i

i

w i

i

i

m M M w M m

=

=⨯+⨯+⨯=

=++∑∑∑

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%。 9251,1=+=n n

w M P M M 51.92100

92510===

M M X n n

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

L

mol n n K

pn K

p

X w w w

n /10*410011

4-==≈=-=

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

985.0015

.0*222

2,

=+=

+=

b

b a N N N r

当p=0.995时，

88.79995

.0*985.0*2985.01985

.01211=-++=-++=

rp r r X n

当p=0.999时，

98.116999

.0*985.0*2985.01985

.01211=-++=-++=

rp r r X n

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。

2(0.520.493)

2.2451.210.50.49

f ⨯++⨯=

=++

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：

2/12

/1][][I k fk M k R t d p p ⎪

⎪⎭

⎫

⎝⎛=

t I k fk k M M t d p 2/12

/10

][][][ln ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=

令2

/1⎪

⎪⎭

⎫

⎝⎛=t d p k fk k k

1/21/20[]1

ln

[]ln [][](1)

M I I kt M C --⨯=⨯=- （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：

2

/1022/1012

1]/[][11ln /11ln

I I C C =--

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：

mol kJ E E E E d t p /9022=+⎪⎭⎫ ⎝

⎛

-=