2. 下列烯类单体适于何种机理聚合?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答:CH2=CHCl:适合自由基聚合,Cl原子是吸电子基团,也有共轭效应,但均较弱.CH2=CCl2:自由基及阴离子聚合,两个吸电子基团CH2=CHCN:自由基及阴离子聚合,CN为吸电子基团CH2=C(CN)2:阴离子聚合,两个吸电子基团(CN).CH2=CHCH3:配位聚合,甲基(CH3)供电性弱CH2=CHC6H5:三种机理均可,共轭体系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,自由基聚合,取代基为两个吸电子基(CN及COOR)CH2=C(CH3)—CH=CH2:三种机理均可,共轭体系 下列单体能否进行自由基聚合,并说明原因CH2=C(C6H5)2 ClCH=CHCl CH2=C(CH3)C2H5 CH3CH=CHCH3CH2=CHOCOCH3 CH2=C(CH3)COOCH3 CH3CH=CHCOOCH3 CF2=CFCl答:CH2=C(C6H5)2:不能,两个苯基共轭稳定使自由基活性低,取代基位阻大。
ClCH=CHCl:不能,1,2-双取代,位阻大,对称结构CH2=C(CH3)C2H5:不能,二个推电子基,只能进行阳离子聚合CH3CH=CHCH3:不能,1,2-双取代,位阻大,对称结构,供电子取代基CH2=CHOCOCH3:醋酸乙烯酯,能,吸电子基团及共轭作用相反CH2=C(CH3)COOCH3:甲基丙烯酸甲酯,能.1,1-双取代,供电子与吸电子基团作用叠加CH3CH=CHCOOCH3 :不能,1,2双取代,位阻效应CF2=CFCl:能,多取代,结构不对称,但F原子小,位阻效应不明显.6、以偶氮二异丁腈为例,写出氯乙烯自由基聚合的各基元反应解:链引发链增长链终止偶合终止:歧化终止:向单体链转移:13、推导自由基动力学方程时,作了哪些假定?聚合速率与引发剂浓度平方根成正比,是哪一机理造成的的?试分析在什么情况下,自由基聚合速率与引发剂的级数分别为1级、0级、0.5 ~ 1级以及05 ~ 0级解:作了以下假定:1)等活性假定,2)稳态假定,3)聚合度很大假定双基终止. :引发与[M]无关 :引发与[M]有关. :双基、单基终止兼有。
:单基终止 热引发 60℃过氧化二碳酸二环己酯在某溶剂中分解,用碘量法测定不同时间的残留引发剂浓度,数据如下,试计算分解速率常数(s-1)和半衰期(h)时间 /h0071.21.7DCPD浓度 /(mol·L-1)0.075400660004840.033400288解:过氧化二碳酸二环己酯的分解反应为一级反应,引发剂浓度变化与反应时间的关系为:通过以对t作图,利用最小二乘法进行回归得一条直线,斜率为kd.得到:kd=0589h—1=1636*10-4s-1半衰期:9. 以过氧化二苯甲酰为引发剂,在60℃进行苯乙烯聚合动力学研究,数据如下:a. 60℃苯乙烯的密度为0.887 g·cm—3;b. 引发剂用量为单体重的0.109%;c Rp=0.255´10—4 mol·(L·s)-1;d聚合度=2460;e. f=0.80;f. 自由基寿命=0.82 s试求kd、kp、kt,建立三常数的数量级概念,比较 [M]和[M·]的大小,比较RI、Rp、Rt的大小解:偶合终止:C=077,歧化终止:D=0.23. mol/Ls>>可见,kt>>kp,但[M]〉〉[M•],因此Rp>>Rt;所以可以得到高分子量的聚合物。
Rd10-8kd10-6[M]853Rp10—5kp102[M·]1382×10-8Rt10—8kt10711、对于双基终止的自由基聚合,若每一个大分子含有13个引发剂残基,假定无链转移反应,试计算歧化终止和偶合终止的相对量解:设偶合终止百分数为C,歧化终止百分数为D C+D=1 得C=46%D=54%即偶合终止为46%,歧化终止为54%12. 以过氧化特丁基作引发剂,60℃时苯乙烯在苯中进行溶液聚合,苯乙烯浓度为1.0 mol·L-1,过氧化物浓度为001mol·L—1,初期引发速率和聚合速率分别为40´10-11和1.5´10-7 mol·(L·s) —1苯乙烯-苯为理想体系,计算(fkd)、初期聚合度、初期动力学链长和聚合度,求由过氧化物分解所产生的自由基平均要转移几次,分子量分布宽度如何?计算时采用下列数据:CM=8.0´10-5,CI=32´10—4,CS=23´10-6,60℃下苯乙烯密度为0887 g·ml-1,苯的密度0839 g·ml—1解:[M]=10mol/L[I]=0.01mol/L60℃,苯乙烯偶合终止占77%,歧化终止占23%若无链转移,若同时发生单体、引发剂和溶剂转移,则按下式计算:14、聚氯乙烯的分子量为什么与引发剂浓度基本无关而仅决定于温度?氯乙烯单体链转移常数与温度的关系为CM=125 exp(一30.5/RT),试求45、50、55及60℃下的聚合度。
解:氯乙烯的向单体链转移常数特高,其链转移速率超过了链终止速率,即Rtr,M〉Rp结果氯乙烯的分子量仅取决于向单体链转移常数而CM=125exp(-305/RT),即链转移常数仅与温度有关,故氯乙烯的分子量仅取决于温度.CM=125exp(-305/RT)Xn=≈==45℃时CM=125exp(-30.5/83145T)得CM=000009674Xn=827同理50℃Xn=692 (681)55℃Xn=582 (573)60℃Xn=492 (484)文中如有不足,请您见谅! / 。