高分子化学试题(含答案)
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《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=,r2=,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=,r 2=;
⑵ 丙烯酸甲酯(M 1)和偏二氯乙烯(M 2) r 1=,r 2=;
⑶ 苯乙烯(M 1)和醋酸乙烯酯(M 2) r 1=55,r 2=;
⑷ 甲基丙烯腈(M 1)和α-甲基苯乙烯(M 2) r 1=,r 2=
⑸ 苯乙烯(M 1)和马来酸酐(M 2) r 1=,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=,r 2 =。
已知:苯乙烯和丁二烯的均聚链增长速率常数分别为和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=64
0049==11112...r k k 1918=381125==22221...r k k ⑵ 丁二烯单体的2r =,苯乙烯单体的1r =。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 =<1,2r =>1,r 1·r 2=<1。
两种单体共聚属非理想非恒比共聚 222212112121112'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)
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