第四版《高分子化学》思考题课后答案_潘祖仁
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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。
第8章开环聚合(一)思考题1.举出不能开环聚合的3种六元环。
为什么三氧六环却能开环聚合?答:(1)三、四元环容易开环聚合,五、六元环能否开环与环中的杂原子有关,不能开环聚合的六元环如(2)三氧六环能够开环聚合是由于六元环的键角与上述六元环不同,容易开环聚合。
2.环烷烃开环倾向大致为:三、四元环>八元环>七、五元环,分析其主要原因。
答:环烷烃的开环倾向可以用聚合自由焓来衡量,自由焓越大,开环聚合倾向越大,不同环烷烃的聚合自由焓如表8-1所示,因此环烷烃开环倾向大致为三、四元环>八元环>七、五元环。
表8-13.下列单体选用哪一引发体系进行聚合?写出综合聚合反应式。
表8-2单体答:(1)环氧乙烷用CH3ONa作为引发剂,阴离子聚合反应式如下(2)丁氧环用BF3+H2O为引发剂,阳离子聚合反应式如下(3)乙烯亚胺用H2SO4、BF3+H2O作为引发剂,阳离子聚合反应如下(4)二甲基二氯硅烷可以水解,预聚成六元环三聚体或八元环四聚体,阳离子聚合反应式如下(5)三聚甲醛用H2SO4、BF3+H2O作为引发剂,阳离子聚合反应如下4.以辛基酚为起始剂,甲醇钾为引发剂,环氧乙烷进行开环聚合,简述其聚合机理。
辛基酚用量对聚合速率、聚合度、聚合度分布有何影响?答:(1)开环聚合机理引发:烷氧阴离子进攻环氧乙烷中的碳原子,形成单加成物。
交换:环氧乙烷单加成物ROCH2CH2O-与C8H17C6H4-交换。
增长:C8H17C6H4O-进攻环氧乙烷中的碳原子,开环聚合成线形聚合物。
(2)当起始剂RXH全部换成RX以后,才同步增长,产物分子量分布窄,反映出快引发、慢增长的活性阴离子聚合特征。
辛基酚用量越大,聚合速率、聚合度越大,聚合度分布越宽。
5.以甲醇钾为引发剂聚合得到的聚环氧乙烷分子量可以高达3万~4万,但在同样条件下,聚环氧丙烷的分子量却只有3000~4000,为什么?说明两者聚合机理有何不同。
答:(1)聚环氧丙烷分子量低是由于环氧丙烷分子中甲基上的氢原子容易被夺取而转移,转移后形成的单体活性种很快转变成活性较低的烯丙醇-钠离子对,致使分子量降低。
第9章聚合物的化学反应9.1 复习笔记一、聚合物化学反应的特征及影响因素1.聚合物化学反应的分类(按聚合度和结构变化)(1)聚合度不变的反应(也称为聚合物的相似转变),如基团反应;(2)聚合度增加的反应,如接枝、嵌段、扩链、交联等;(3)聚合度减小的反应,如降解、解聚等。
2.大分子基团活性的影响因素(1)物理因素如聚合物的凝聚态和溶解性能。
(2)化学因素①几率效应当聚合物相邻侧基作无规成对反应时,中间往往留有未反应的孤立单个基团,最高转化程度因而受到限制。
②邻近基团效应高分子中原有基团或反应后形成的新基团的位阻效应和电子效应,以及试剂的静电作用,均可能影响到邻近基团的活性和基团的转化程度。
体积较大基团的位阻效应一般将使聚合物化学反应活性降低,基团转化程度受限。
不带电荷的基团转变成带电荷基团的高分子反应速率往往随转化程度的提高而降低。
二、聚合物的基团反应1.加成反应丁二烯类聚合物中含有不饱和双键,可以进行加氢、加氯化氢、加氯等反应。
2.取代反应(1)聚醋酸乙烯酯的醇解乙烯醇不稳定,无法游离存在,迅速异构化为乙醛,因此聚乙烯醇只能由聚醋酸乙烯酯经醇解(水解)来制备。
维尼纶纤维的生产过程由聚醋酸乙烯酯的醇解、聚乙烯醇的纺丝拉伸、缩醛等工序组成。
(2)苯环侧基的取代反应苯乙烯和二乙烯基苯的共聚物是离子交换树脂的母体,与发烟硫酸反应,可以在苯环上引入磺酸根基团,即成阳离子交换树脂;与氯代二甲基醚反应,则可引入氯甲基,进一步引入季铵基团,即成阴离子交换树脂。
3.环化反应聚丙烯腈、粘胶纤维高温裂解制碳纤维是环化反应的代表。
4.纤维素的化学改性纤维素分子间有强的氢键,结晶度高,高温下只分解而不熔融,反应之前,需用适当浓度的碱液、硫酸、铜氨液溶胀。
纤维素葡萄糖单元中的3个羟基可以进行多种取代反应,可以有再生纤维素、酯类、醚类等多种衍生物。
(1)再生纤维素有粘胶纤维和铜氨纤维两种①粘胶纤维主要用CS2处理;②铜氨纤维则用铜氨配合物处理。
第2章 缩聚与逐步聚合1. 通过碱滴定法和红外光谱法,同时测得21.3 g 聚己二酰己二胺试样中含有2.50⨯10-3mol 羧基。
根据这一数据,计算得数均分子量为8520。
计算时需作什么假定?如何通过实验来确定的可靠性?如该假定不可靠,怎样由实验来测定正确的值? 解:∑∑=ii nNm M ,g m i 3.21=∑,852010*5.23.213==-n M ,310*5.2=∑i N 上述计算时需假设:聚己二酰己二胺由二元胺和二元酸反应制得,每个大分子链平均只含一个羧基,且羧基数和胺基数相等。
可以通过测定大分子链端基的COOH 和NH 2摩尔数以及大分子的摩尔数来验证假设的可靠性,如果大分子的摩尔数等于COOH 和NH 2的一半时,就可假定此假设的可靠性。
用气相渗透压法可较准确地测定数均分子量,得到大分子的摩尔数。
碱滴定法测得羧基基团数、红外光谱法测得羟基基团数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ppX 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 nw M P M M 51.9210092510===M M X n n 3. 等摩尔己二胺和己二酸进行缩聚,反应程度p 为0.500、0.800、0.900、0.950、0.980、0.990、0.995,试求数均聚合度nX 、DP 和数均分子量nM ,并作nX -p 关系图。
解:p 0.500 0.800 0.900 0.950 0.970 0.980 0.990 0.995 pX n -=112 5 102033.350100200DP=X n /2 1 2.5 5 10 16.65 25 50 100 M n =113;X n =18244583114822783781566811318226188. 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 。
第三章自由基聚合习题1、举例说明自由基聚合时取代基的位阻效应、共轭效应、电负性、氢键与溶剂化对单体聚合热的影响。
2、什么就是聚合上限温度、平衡单体浓度?根据表3-3数据计算丁二烯、苯乙烯40、80O C自由基聚合时的平衡单体浓度。
3、什么就是自由基聚合、阳离子聚合与阴离子聚合?4、下列单体适合于何种机理聚合:自由基聚合,阳离子聚合或阴离子聚合?并说明理由。
CH2=CHCl, CH2=CCl2,CH2=CHCN,CH2=C(CN)2, CH2=CHCH3, CH2=C(CH3)2, CH2=CHC6H5, CF2=CF2, CH2=C(CN)COOR,CH2=C(CH3)-CH=CH2。
5、判断下列烯类单体能否进行自由基聚合,并说明理由。
CH2=C(C6H5)2, ClCH=CHCl, CH2=C(CH3)C2H5, CH3CH=CHCH3,CH2=C(CH3)COOCH3,CH2=CHOCOCH3,CH3CH=CHCOOCH3。
6、对下列实验现象进行讨论:(1)乙烯、乙烯的一元取代物、乙烯的1,1-二元取代物一般都能聚合,但乙烯的1,2-取代物除个别外一般不能聚合。
(2)大部分烯类单体能按自由基机理聚合,只有少部分单体能按离子型机理聚合。
(3)带有π-π共轭体系的单体可以按自由基、阳离子与阴离子机理进行聚合。
7、以偶氮二异丁腈为引发剂,写出苯乙烯、醋酸乙烯酯与甲基丙烯酸甲酯自由基聚合历程中各基元反应。
8、对于双基终止的自由基聚合反应,每一大分子含有1、30个引发剂残基。
假定无链转移反应,试计算歧化终止与偶合终止的相对量。
9、在自由基聚合中,为什么聚合物链中单体单元大部分按头尾方式连接?10、自由基聚合时,单体转化率与聚合物相对分子质量随时间的变化有何特征?与聚合机理有何关系?11、自由基聚合常用的引发方式有几种?举例说明其特点。
12、写出下列常用引发剂的分子式与分解反应式。
其中哪些就是水溶性引发剂,哪些就是油溶性引发剂,使用场所有何不同?(1)偶氮二异丁腈,偶氮二异庚腈。
第一章绪论思考题思考题1.1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X表示。
结构单元数目的平均值,以n思考题2.2 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。
思考题1.3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。
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。
第六章 离子聚合1.2.0 mol/L 苯乙烯的二氯乙烷溶液,于25℃时在4.0×10-4 mol/L 硫酸存在下聚合,计算开始时的聚合度。
假如单体溶液中含有浓度为8.0×10-5 mol/L 的异丙苯,那么聚苯乙烯的聚合度是多少?为便于计算,可利用下列数据。
参数: 数值 k p [L/(mol·S)] 7.6 k t 1(s -1)自发终止 4.9×10-2 k t 2(s -1)与反离子结合终止 6.7×10-3 k tr,M (L/mol·s) 1.2×10-1 Cs(25℃,在二氯乙烷中用异丙苯作转移剂) 4.5×10-2解:阳离子聚合速率方程为R p = k p [M][M +]=7.6×2.0×4.0×10-4=6.08×10-3 mol /( L·S)该体系终止反应为自发终止、与反离子结合终止、向单体转移终止之和 ∴ R t = k t1[M +]+k t2[M +]+ k tr,M [M +][M]][][)(210M k k k M k R R X trm t t p tp n ++==4.510.2102.1107.6109.40.26.7132=⨯⨯+⨯+⨯⨯=---存在链转移剂异丙苯时][][)(110M S C X X S n n +=0195.00.2100.8105.44.51152=⨯⨯⨯+=--∴ 4.51=n X2.将1.0×10-3mol萘钠溶于四氢呋喃中,然后迅速加入2.0mol的苯乙烯,溶液的总体积为1L。
假如单体立即均匀混合,发现2000秒钟内已有一半单体聚合,计算在聚合了2000秒和4000秒时的聚合度。
解:无终止的阴离子聚合速率为R p=k p[M-][M]以萘钠为引发剂时,由于聚合开始前,引发剂就以定量地离解成活性中心∴[M-]=[C]=1.0×10-3mol/L将R p式改写为-d[M]/dt=k p[C][M]积分得ln([M]0/[M])=k p[C]t已知t1=2000秒时,[M]0/[M]1=2,代入上面积分式:ln2=k p×2000∴k p[C]=ln2/2000设当t2=4000秒时,剩余单体浓度为[M]2ln([M]0/[M]2)=k p[C]t2=ln2/2000×4000=1.386∴[M]2= [M]0/4则反应掉的单体浓度为[M]0-[M]0/4=3[M]0/4根据阴离子聚合的聚合度公式x n=n[M]/[C] (双阴离子n=2) [C]为引发剂浓度∵聚合到2000秒时,单体转化率为50%,则反应掉的单体浓度为50%[M]0 x n×50%[M]0/[C]=2×50%×2.0/(1.0×10-3)=2000∴=n已求得聚合到4000秒时,反应掉的单体浓度为3[M]0/4x n×(3[M]0/4)/[C]=2×(3/4)×2.0/(1.0×10-3)=3000∴=n3.用TiCl4作催化剂和水作共催化剂,使异丁烯在一定反应条件下于苯中进行阳离子聚合时,实验的聚合速率方程式为R p=k[TiCl4][M][H2O]0如果链终止是通过活性增长中心重排进行的,并产生不饱和端基聚合物和催化剂-共催化剂络合物。
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。
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。
第七章配位聚合1. 简要解释以下概念和名词:(1)配位聚合和插入聚合(2)有规立构聚合和立构选择聚合(3)定向聚合和Ziegler-Natta聚合(4)光学异构、几何异构和构象异构(5)全同聚合指数答:(1)配位聚合是指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(M t)—碳(C)键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M t—R键的插入反应,所以又常称插入聚合。
(2)有规立构聚合。
按照IUPAC(国际纯粹与应用化学联合会)的规定,有规立构聚合是指形成有规立构聚合物为主的聚合过程。
因此任何聚合过程(包括自由基、阴离子、阳离子或配位聚合等)或任何聚合方法(如本体、悬浮、乳液和溶液聚合等),只要它是以形成有规立构聚合物为主,都是有规立构聚合。
而引发剂能优先选择一种对映体进入聚合物链的聚合反应,则称为立构选择聚合。
(3)定向聚合和有规立构聚合是同义语,二者都是指形成有规立构聚合物为主的聚合过程。
Ziegler-Natta聚合通常是指采用Ziegler-Natta型引发剂的任何单体的聚合或共聚合,所得聚合物可以是有规立构聚合物,也可以是无规聚合物。
它经常是配位聚合,但不一定都是定向聚合。
(4)分子式相同,但是原子相互联结的方式和顺序不同,或原子在空间的排布方式不用的化合物叫做异构体。
异构体有两类:一是因结构不同而造成的异构现象叫结构异构(或称同分异构);二是由于原子或原子团的立体排布不同而导致的异构现象称为立体异构。
根据导致立体异构的因素不同,立体异构又分为:光学异构,即分子中含有手性原子(如手性C*),使物体与其镜像不能叠合,从而使之有不同的旋光性,这种空间排布不同的对映体称为光学异构体;几何异构(或称顺、反异构)是指分子中存在双键或环,使某些原子在空间的位置不同,从而导致立体结构不同(例如聚丁二烯中丁二烯单元的顺式和反式构型);光学异构和几何异构均为构型异构。
第4章自由基共聚合一、选择题1.在自由基共聚中,具有相近Q、e值的单体发生()。
A.理想共聚B.交替共聚C.非理想共聚【答案】A2.可以得到交替共聚物的单体是()。
A.B.C.【答案】A3.一对单体的r1r2=0,共聚时将得到()。
A.无规共聚物B.交替共聚物C.接枝共聚物D.嵌段共聚物【答案】B4.为了改进聚乙烯(PE)的黏接性能,需加入第二单体()。
A.CH2=CH—COOHB.CH2=CH—COOCH3C.CH2=CH—CND.CH2=CH—OCOCH3【答案】D5.一对单体共聚合的竞聚率r1和r2的值将随()。
A.聚合时间而变化B.聚合温度而变化C.单体的配比不同而变化D.单体的总浓度而变化【答案】B6.接枝共聚物可采用()聚合方法。
A.逐步聚合反应B.聚合物的化学反应C.阳离子聚合D.阴离子聚合【答案】B7.(多选)自由基共聚合可得到()共聚物。
A.无规共聚物B.嵌段共聚物C.接技共聚物D.交替共聚物【答案】AD二、填空题1.单体的相对活性习惯上______ 判定。
链自由基的相对活性用k12判定。
在用Q、e 值判断共聚行为时,Q值代表,e值代表。
若两单体的Q、e值均接近,则趋向于;若Q值相差大,则;若e值相差大,则倾向。
Q-e方程的主要不足是______ 。
【答案】用竞聚率倒数1/r1(=k12/k11);共轭效应;极性;理想共聚;难以共聚;交替共聚;没有考虑位阻效应2.已知M1和M2的Q1=1.00,e1=−0.80,Q2=0.026,e2=−0.22,两单体的活性是大于;两单体分别均聚,的k p大于的k p。
【答案】M1;M2;M2;M13.根据共聚物大分子链中单体单元的排列顺序,共聚物分为、、和。
【答案】无规共聚物;交替基聚物;嵌段共聚物;接枝共聚物4.以n-BuLi为引发剂,制备丙烯酸酯(pK d=24)-苯乙烯(pK d=40)嵌段共聚物,其加料顺序为先聚合,再引发聚合。
【答案】苯乙烯;丙烯酸酯5.根据竞聚率不同,共聚类型有、、和四类。
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。