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1、0高分子化学课程试题答案试题编号： 06 (A ) 课程代号： 2040301 课程学时： 56 一、基本概念题（共 10 分,每题 2 分）二、填空题（共 20 分,每空 1 分） 体型缩聚物有 环氧树脂 、酚醛树脂、 脲醛树脂 和 不饱和聚酯树脂 等。 线型缩聚物有 PET 树脂、 PA-66 树脂、 PC 和 PA-1010 树脂 等 。 计算体型缩聚的凝胶点有 Carothers 方程和 Flory 统计公式。 引发剂的选择原则是根据聚合实施方法选择 引发剂种类 、 根据聚合温度选择 分解活化能适当的引发剂 、根据聚合周期选择 半衰期适当的引发剂 。 本体聚合应选择 油溶性 引发剂、乳
2、液聚合应选择 水溶性 引发剂。三、简答题（共 25 分，每题 5 分，意义不完全者适当扣分） 请指出在什么条件下自由基聚合反应速率 与引发剂浓度 c(I)的反应级数pR为： 0 级； 0.5 级； 0.51 级； 1 级 00.5 级。答:： 热聚合时， ，聚合速率与引发剂浓度无关。0p(I)cR1 双基终止时， ，聚合速率对引发剂浓度为 0.5 级反应。0.5p(I)cR 单、双基终止兼而有之时， ，聚合速率对引发剂浓度为105p(I)cR0.51 级反应。 单基终止时， ，聚合速率对引发剂浓度为 1 级反应。(I)pcR 选用偶氮苯三苯甲烷引发剂时， ，聚合速率对引发剂浓度为0.5p(I)
3、cR00.5 级反应。 为什么自由基聚合时聚合物的相对分子质量与反应时间基本无关，缩聚反应中聚合物的相对分子质量随时间的延长而增大？自由基聚合遵循连锁聚合机理：链增加反应的活化能很低，聚合反应一旦开始，在很短的时间内（0.01s几秒）就有kJ/mol3420pE成千上万的单体参加了聚合反应,也就是生成一个相对分子质量几万几十万的大分子只需要 0.01s几秒的时间( 瞬间可以完成)，体系中不是聚合物就是单体,不会停留在中间聚合度阶段，所以聚合物的相对分子质量与反应时间基本无关。而缩聚反应遵循的是逐步聚合机理：单体先聚合成低聚体，低聚体再聚合成高聚物。链增加反应的活化较高， 生成一个大分子的时间很
4、长，几乎是整个聚kJ/mol60pE合反应所需的时间，缩聚物的相对分子质量随聚合时间的延长而增大。 何谓聚合物官能团的化学转化？在聚合物官能团的化学转化中，影响官能团转化的因素是什么?官能团的转化率一般为多少？答：由于高分子的化学反应是通过官能团的化学转化而实现的,所以又可以将聚合物的化学反应称为聚合物 官能团的化学转化官能团的化学转化。因为聚合物的化学反应的复杂性,官能团的转化,一般为 86.5%。这主要是因为扩散因素的影响、邻近基团的影响和相邻官能团成对反应的限制。 甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、苯乙烯、马来酸酐、醋酸乙烯、丙烯腈等单体分别与丁二烯共聚，试以交替倾向的次序排列上述单体，并说明
5、原因。单体(M 1) 单体(M 2) 1r2r 21r甲基丙烯酸甲酯 丁二烯 0.25 0.75 0.1875丙烯酸甲酯 丁二烯 0.05 0.76 0.038苯乙烯 丁二烯 0.58 1.35 0.7832马来酸酐 丁二烯 5.7410-5 0.325 1.8610-5醋酸乙烯 丁二烯 0.013 38.45 0.499丙烯腈 丁二烯 0.02 0.3 0.006根据 乘积的大小，可以判断两种单体交替共聚的倾向。即 趋向于21r 21r0 ，两单体发生交替共聚； 越趋于零，交替倾向越大。根据单体的 、 和21r值上述各单体与丁二烯产生交替共聚的次序为：21r马来酸酐丙烯腈 丙烯酸甲酯 甲基丙
6、烯酸甲酯醋酸乙烯苯乙烯。四、 （共 5 分，每题 1 分）选择正确答案填入( )中。 接技共聚物可采用（ ）聚合方法。 逐步聚合反应 聚合物的化学反应 阳离子聚合 阴离子聚合 为了得到立构规整的 1.4-聚丁二烯，1,3 丁二烯可采用( )聚合。 自由基聚合 阴离子聚合 阳离子聚合 配位聚合 工业上为了合成涤纶树脂(PET)可采用( ) 聚合方法。 熔融缩聚 界面缩聚 溶液缩聚 固相缩聚 聚合度变大的化学反应是( ) PVAc 的醇解 纤维素硝化 高抗冲 PS 的制备 离子交换树脂的制备 表征聚合物相对分子质量的参数是( 、 ) t 1/2 1rnX五、计算题（共 40 分，根据题目要求计算下
7、列各题） (15 分) 苯乙烯在 60以过氧化二特丁基为引发剂，苯为溶剂进行溶液聚合。当单体苯乙烯的浓度 c(M)=1mol/L，引发剂浓度 c(I)=0.01mol/L 时，引发和聚合的初速分别为 410-11 mol/Ls 和 1.510-7mol/Ls。试根据计算判断低转化率下，在上述聚合反应中链终止的主要方式？真正终止和链转移终止的比例？已知：60时 CM=8.010-5，C l=3.210-4，C S=2.310-6，苯乙烯的密度为0.887g/mL，苯的密度为 0.839g/mL。设苯乙烯-苯体系为理想溶液。解: c(M)=1.0mol/L， c(I)=0.01 mol/L3mol
8、 / (Ls)， mol/(Ls)1-i04=.R7-p105=.R（2 分）34.01-7iP苯乙烯-苯体系为理想溶液， mol/L （2 分）509=78)4-(=S).c苯乙烯 60时，动力学链终止完全是偶合终止， (1 分)k(2(M)S+()I+1=McCkXn(5 分)4-5-6-54-6-4- 10382=102318031= 9752 . .(1 分)9=nX偶合终止所占的比例为 (2 分)%.56103824转移终止所占的比例为：(2 分). 4=1082+5456 （共 12 分）等摩尔比的乙二醇和对苯二甲酸于 280下进行缩聚反应，已知平衡常数 K=4.9。如果达到平衡时
9、所得聚酯的 =15。nX 用缩聚反应中官能团等活性理论的假定表示该缩聚反应，并推导平衡常数K 和平均聚合度 的关系式。nX 试问此时体系中残存的小分子水的摩尔分数 为多少？O)(H2x解： （8 分）用缩聚反应中官能团等活性理论的假定表示该缩聚反应：COH + HO k1-CO+ H2O4t=0 n0 n0 P 0 0t 时平衡 n n K （n 0-n ） nW（5 分，每错)-1(=0P00=-02=O)(HxW1-k一处扣除 1 分）式中 n0起始羟基和羧基的官能团数目；P平衡时反应程度；nw平衡时小分子水的分子数。推导平衡常数 K 和平均聚合度 的关系式：nX（3 分）()2222W0
10、 O)(H=-1)-(= nXPxPx （4 分） （1 分）PXn-1（1 分）-=5930=.P（2 分）2154O)(H22 .XPKxn即体系残余的小分子水的分数 。30=)(2.x (共 13 分) 甲基丙烯酸甲酯(M 1)与苯乙烯(M 2)，在 60下进行自由基共聚合。已知：r 1= 0.46 , r 2=0.52 ；请： (10 分)画出 曲线（计算五个点） 。1x （3 分）为了得到： 组成比较均一的共聚物应采560=)dc(M21.用何种投料方法？ ?=)dc(0215解：计算结果（8 分）1x0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.00 0.156 0.266 0.351 0.423 0.490 0.559 0.629 0.715 0.829 1.04710.52-61-2(A)211,1 .rx为了得到： 组成比较均一的共聚物应采用调节起始单体投料560=)dc(M21.比的一次投料法（2 分） ，使 ，控制一定的转化率结束反应（147)(021.分） 。x11.00.80.60.40.21.00.80.60.40.20x 1图 曲线（2 分）1x（1 分）2121+=xrxr（1 分）
