高分子科学导论思考题集答题要点
第1 讲高分子科学—绪论
(1)在酯化反应中丙三醇、乳酸、均苯四甲酸二酐中分别有几个官能度？
-CH-CH2OHCH(CH3)COOH
OH OH
对于反应物的官能度而言，应从反应物有几个官能团或反应位点参与了反应，例如醇酸树脂的制备中，丙三醇（甘油）两个伯羟基先进行酯化反应形成线形预聚物，此时的反应官能度为2，而在固化过程中，仲羟基进一步被酯化形成交联的热固性树脂，此时丙三醇的官能度为3。酚醛树脂制备中苯酚也具有类似的机理，苯环的2位和6位先进行反应形成线形预聚物，4位进一步与甲醛反应从而实现固化。同理，题中乳酸和均苯四甲酸酐的官能度分别为2和4。
(2)交联聚合物具有什么样的特性？
答题要点：
交联高分子不能熔融也不会溶解，只能在一定程度上软化和溶胀，这为加工和回收二次处理带来一定的困难，但相应的，交联也会赋予聚合物一些特殊的性能，例如消除永久变形。
(3)分子量为10000的线形聚乙烯（CH2-CH2）、聚丙烯（CH2-CHCH3）、聚氯乙烯（CH2-CHCl）、
聚苯乙烯（CH2-CHC6H5）的聚合度D p分别为多少？
答题要点：
加聚产物的结构单元与单体相比，仅仅是电子结构发生了改变，而元素组成是一致的，也就是说其结构单元与单体的分子量是一致的。缩聚产物结构单元的分子量等于单体分子量的和减去低分子量缩合副产物的分子量。由于以上聚合物均为加聚产物，因此其Dp=分子量/结构单元分子量，即分别为357、238、160、96。
(4)下列那些聚合物是热塑性的：硫化橡胶，尼龙、酚醛树脂，聚氯乙烯，聚苯乙烯？
答题要点：
尼龙、聚氯乙烯、聚苯乙烯
(5)PBS是丁二醇与丁二酸的缩聚产物，其可能的端基结构是什么？
答题要点：
缩聚反应“condensation polymerization”通常是官能团间的反应，两种化合物的官能团之间发生缩合反应，以化学键将二者连接起来，根据官能团种类的不同，同时还有水、醇、氨、氯化氢等低分子量副产物产生。对于缩聚反应而言，端基与单体的类型和比例有直接关系，PBS的端基应为羟基和/或羧基。
(6)PVA（聚乙烯醇）的结构式如下所示，请按标准命名法加以命名。
( CH2-CH )n
OH
答题要点：
聚（1-羟基乙烯）
(7)谈谈自己对高分子的认识
答题要点：略
第一章高分子合成与化学性能
(1)端基分别为酰氯（-COCl）和羟基（-OH）的单体可以发生缩聚反应生成聚酯，这个反
应放出的小分子副产物是什么？
答题要点：
副产物为氯化氢HCl。
缩聚反应通常都是可逆反应，反应中生成的低分子量副产物在未析出反应体系前仍可能与缩聚物发生解聚反应，因此在缩聚反应过程中通常都需要及时除去小分子副产物，以保证反应平衡向聚合方向移动。例如当副产物是水或甲醇时可以采用减压的方法使之快速被除去，当副产物是氯化氢时可以采用加入碱性的缚酸剂，如三乙胺、吡啶、碳酸钙等使之生成盐。
(2)连锁聚合中包含哪些基元反应？
答题要点：
连锁聚合（chain polymerization）中需要能提供活性中心的引发剂，活性中心可以是自由基“free radical”、阳离子“cation”或阴离子“anion”，因此又可分为自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合。此外从机理上来说，配位聚合“coordination polymerization”也属于连锁聚合的范畴。其反应的活性中心就是金属与单体中的N、O、双键等形成的配位中间体。配位聚合的链引发增长反应包括两步：第一步，单体与催化剂配位并活化；第二步，被活化的单体在过渡金属与配体M-R中间插入而聚合，因而常称为插入聚合。
连锁聚合的特征是整个聚合过程由链引发（chain initiation）、链增长（chain propagation）、链转移（chain transfer）、链终止（chain termination）等基元反应组成，各个基元反应中必须有活性中心的参与，而且各个基元反应的动力学特征有较大的差异。链引发是活性中心的形成，单体只能与活性中心反应生成新的活性中心，单体之间不能反应，随着活性中心的终止，反应也将停止。反应体系由单体、高分子量聚合物和微量引发剂组成，没有分子量递增的中间产物，类似链式反应。
一般来说不饱和烃类单体（如烯烃、二烯烃、炔烃等）聚合以及内酯、交酯等环状单体的开环聚合均为连锁聚合。
(3)偶合终止与歧化终止的聚合产物在分子量上有什么区别？
答题要点：
如果两个链自由基相互偶合作用形成一个新的化学键，即称为偶合终止，这时高分子的平均聚合度为链自由基平均聚合度的两倍，大分子两端均为引发剂残基；而如果一个链自由基的原子被另一个链自由基夺取，分别形成含饱和端基和不饱和端基的高分子，称为歧化终止，这时高分子的平均聚合度与链自由基平均聚合度相同，每个大分子只有一端为引发剂残基。
(4)从纤维素制备醋酸纤维素，产物的分子量和聚合度与原料相比有什么样的变化趋势？答题要点：
对比纤维素与醋酸纤维素，其聚合度没有变化，但结构单元中增加了1~3个醋酸酯基团，因而整体的分子量有所增加；同理控制三醋酸纤维素的水解程度可以得到二醋酸纤维素、一醋酸纤维素、和纯纤维素，这些反应均为分子量降低但聚合度降低的反应。
(5)A和B是两种内酯单体，如果采用羟基化合物为引发剂开环聚合可以制备端基为羟基的
聚合产物。现需要制备两端为A链段，中间为B链段的嵌段共聚物，也称为ABA型三嵌段共聚物，请设计一条合成路线来制备这种共聚物。
答题要点：
对于内酯或交酯等环酯类单体在配位金属催化剂催化下的开环聚合通常是以配位插入机理进行，以PPDO为例：
合成路线可以有多种，例如可以首先以R-OH引发A单体开环聚合得到R-(A)n-OH预聚物，由于其分子链末端仍保留有羟基，可以以其为大分子引发剂继续引发B单体开环聚合得到R-(A)n-(B)m-OH预聚物，进而再以其为大分子引发剂引发A开环聚合得到ABA三嵌段的共聚物：R-(A)n-(B)m-(A)n-OH。
又例如，可以以双羟基化合物HO-R-OH为引发剂引发B开环聚合得到双端羟基的HO-(B)n-R-(B)n-OH预聚物，在以其为大分子引发剂引发A开环聚合得到三嵌段共聚物。此外还可以通过端基官能化的预聚物之间的扩链反应等方法制备。
(6)简要分析老化与降解之间的关系。
答题要点：
聚合度变小的化学反应总称为降解“degradation”反应，包括解聚和无规断链。老化是指聚合物在使用过程中受到各种物理化学因素（例如：力、热、光、电、氧化、酸碱等）的影响而造成物理性能的下降。老化过程中的主要反应是降解，但有时一些聚合度不变或增加
