高分子化学试题(含答案)教学文稿

高分子化学试题(含答

案)

《高分子化学》试题

一、填空题

⒈表征乳化剂性能的指标是、和。

2. 根据聚合物主链的结构，可将聚合物分为、和聚合物等。

3. 根据共聚物大分子链中单体单元的排列顺序，共聚物分、

、、四类。

⒋控制共聚物组成的方法有、和等方法。

5. 链转移常数是链转移速率常数和增长速率常数之比。

6. 氯乙烯自由基聚合时，聚合物的相对分子质量一般用控制。

7. 使引发剂引发效率降低的原因有体系中的杂质、笼蔽效应、和诱导分解。

8 悬浮聚合一般选择油溶性引发剂、乳液聚合应选择水溶性引发剂。

9. 影响自由基聚合速率的因素：单体浓度，引发剂浓度，聚合温度和引发剂种类。

10.乳液聚合体系由、、、组成，聚合前体系中的三相为、、。第二阶段结束的标志是消失。

10 单体M1和M2共聚，r1=0.40，r2=0.04，其共聚合行为是，

在情况下，共聚物组成与转化率无关，此时的组成为。

11.若一对单体共聚时r1>1，r2<1。则两单体的活性比较。自由基活性比

较，单体均聚时增长速率常数大的是。

二、解释下列名词

⒈笼蔽效应、⒉链转移反应、⒊乳化作用、⒋动力学链长、⒌引发剂半衰期

三、简答题（共20分，每题5分）

⒈简述理想乳液聚合体系的组分、聚合前体系中的三相和聚合的三个阶段的标志？

理想乳液聚合体系是由难溶于水的单体、介质水、水溶性引发剂和阴离子型乳化剂四部分组成。

聚合前体系中有三相：水相、油相和胶束相。

乳液聚合三个阶段：

Ⅰ阶段：胶束成核和乳胶粒生成期(增速期)：从开始引发到胶束消失为止，乳胶粒数目不断增加，单体液滴数目不变，只是体积缩小，Rp 递增。

Ⅱ阶段：乳胶粒数恒定或恒速期：从胶束消失到单体液滴消失为止，乳胶粒数目固定，胶粒内单体浓度恒定，Rp恒定。

Ⅲ阶段：降速期， Rp下降

2 何谓自动加速现象？并解释产生的原因。

3. 写出以过氧化苯甲酰为引发剂，以四氯化碳为溶剂，60℃苯乙烯单体聚合成聚苯乙烯的基本反应及可能出现的副反应。

4．推导自由基聚合微观动力学方程时，作了那些基本假设？写出自由基聚合引发剂引发的聚合速率方

程。

三个假设

⑴ 官能团等活性理论的假设：链自由基的活性与链长基本无关，因此p pn p2p1k k k k ===。 ⑵ 稳态假设：自由基聚合开始很短的一段时间后，体系中自由基浓度保持不变，进入稳态。t i =R R ⑶ 大分子链很长的假设：假定大分子链很长，用于引发消耗的单体远远小于用于增长所消耗的单体。聚合速率用增长速率表示

引发剂引发的聚合速率方程：

方程的适用条件：低转化率和双基终止的情况。

5. 判断下列单体能否聚合及聚合类型，并说明理由。

⑴ CH 2=C(C 6H 5)2 ⑵ CH 2=CH -OR ⑶ CH 2=CHCH 3

（4）CH 2=C(CH 3)COOCH 3 ⑸ CH 3CH=CHCOOCH 3

⑴ CH 2=C(C 6H 5)2 不能。因二个苯基体积大，位阻效应。

⑵ CH 2=CH -OR 不能。因-OR 是强的推电子取代基。

⑶ CH 2=CHCH 3 不能。因-CH 3是推电子取代基。

⑷ CH 2=C(CH 3)COOCH 3 能。因-CH 3是弱推电子取代基，而-COOCH 3是较强的吸电子取代基，二者垒加结果有弱的吸电子效应。

⑸ CH 3CH=CHCOOCH 3 不能。因有1,2-二元取代基，位阻效应。

6.判断下列单体对聚合时各形成哪种类型的共聚物？并说明理由。

⑴ 醋酸乙烯酯(M 1)和丙烯腈(M 2) r 1＝0.06，r 2＝4.05；

⑵ 丙烯酸甲酯(M 1)和偏二氯乙烯(M 2) r 1＝0.84，r 2＝0.9；

⑶ 苯乙烯(M 1)和醋酸乙烯酯(M 2) r 1＝55，r 2＝0.9；

⑷ 甲基丙烯腈(M 1)和α-甲基苯乙烯(M 2) r 1＝0.15，r 2＝0.21

⑸ 苯乙烯(M 1)和马来酸酐(M 2) r 1＝0.01，r 2＝0

四、计算题

苯乙烯（M 1）与丁二烯（M 2）在5℃下进行自由基乳液共聚合时，其r 1=0.64，r 2 =1.38。 已知：苯乙烯和丁二烯的均聚链增长速率常数分别为49.0和25.3 L ·(mol ·s)-1。回答

（1）计算共聚时的链增长反应速率常数。

（2）比较两种单体和两种链自由基的反应活性的大小。

（3）做出此共聚反应的F 1-f 1曲线。

（4）要制备组成均一的共聚物需要采取什么措施？

解：⑴ ∵ 21

22212111,k k r k k r == ∴共聚反应的链增长速率常数 5676=640049==

11112...r k k 1918=381125==22221...r k k ⑵ 丁二烯单体的2r =1.38,苯乙烯单体的1r =0.64。12>r r ,说明丁二烯单体活性较大。2112>k k > 表明苯乙烯链自由基的活性>丁二烯链自由基的活性。

⑶ 1r =0.64＜1，2r =1.38＞1，r 1·r 2＝0.882＜1。

两种单体共聚属非理想非恒比共聚 22

2212112121112'x r x x x r x x x r x +++=

⑷ 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活泼丁二烯单体，以保证原料配比基本保持恒定。

(1分) (1分)

(1分)

(1分)