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1、第一章 绪论思考题1. 举例阐明单体、单体单元、构造单元、反复单元、链节等名词的含义，以及它们之间的互相关系和区别。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,单体往往转变成构造单元的形式，进入大分子链,高分子由许多构造单元反复键接而成。在烯类加聚物中，单体单元、构造单元、反复单元相似,与单体的元素构成也相似,但电子构造却有变化。在缩聚物中，不采用单体单元术语,由于缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出，构造单元的元素构成不再与单体相似。如果用种单体缩聚成缩聚物,则由2种构造单元构成反复单元。聚合物是指由许多简朴的构造
2、单元通过共价键反复键接而成的分子量高达141的同系物的混合物。聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。以反复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含反复单元数目的平均值，以表达；以构造单元数为基准,即聚合物大分子链上所含构造单元数目的平均值，以表达。2.举例阐明低聚物、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构造单元反复键接而成的聚合物。聚合物(polyme）可以看作是高分子（comecule）的同义词,也曾使用lage r bg molece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汇集体。根据分子量或
3、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线，一般低聚物的分子量在几千如下,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某些。3. 写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙6、聚丁二烯和天然橡胶的构造式（反复单元)。选择其常用分子量,计算聚合度。聚合物构造式（反复单元)聚氯乙烯-CH2Cl-n聚苯乙烯-CH2CH（C6H5)-n涤纶-OCHCHOO4On尼龙66(聚酰胺-66)-H(CH2）6NH(C2）CO-聚丁二烯-C2CH=CHH -n天然橡胶CH2CH=(CH3)
4、CH2-n聚合物分子量/万构造单元分子量/万DP=n特性塑料聚氯乙烯聚苯乙烯51510062.04804060290(9622885)足够的聚合度，才干达到一定强度，弱极性规定较高聚合度。纤维涤纶聚酰胺-6182.31.2.+2=1921412=226120580极性,低聚合度就有足够的强度橡胶顺-聚丁二烯天然橡胶2530245460000(430556）9005900(2415882)非极性,高分子量才赋予高弹性和强度4. 举例阐明和区别:缩聚、聚加成和逐渐聚合，加聚、开环聚合和连锁聚合。答:按单体-聚合物构成构造变化,可将聚合反映提成缩聚、加聚、开环聚合三大类；而按机理,可提成逐渐聚合和连
5、锁聚合两类。1）缩聚、聚加成和逐渐聚合缩聚是官能团单体间多次缩合反映的成果，除了缩聚物为主产物外，尚有低分子副产物产生,缩聚物和单体的元素构成并不相似。逐渐聚合是无活性中心,单体中不同官能团之间互相反映而逐渐增长，每步反映的速率和活化能大体相似。大部分缩聚属于逐渐聚合机理,但两者不是同义词。聚加成反映是含活泼氢功能基的亲核化合物与含亲电不饱和功能基的亲电化合物之间的聚合。属于非缩聚的逐渐聚合。2)加聚、开环聚合和连锁聚合加聚是烯类单体加成聚合的成果,无副产物产生，加聚物与单体的元素构成相似。连锁聚合由链转移、增长、终结等基元反映构成，其活化能和速率常数各不相似。多数烯类单体的加聚反映属于连锁聚
6、合机理。环状单体s-键断裂后而聚合成线形聚合物的反映称作开环聚合。近年来,开环聚合有了较大的发展,可另列一类，与缩聚和加聚并列。开环聚合物与单体构成相似,无副产物产生，类似加聚；多数开环聚合物属于杂链聚合物，类似缩聚物。.写出下列单体的聚合反映式，以及单体、聚合物的名称。答:序号单体聚合物CH2=CHF氟乙烯-C-HF-聚氟乙烯bCH=C(C3)2异丁烯-CH2-C（C)-n聚异丁烯cH（C)5OHw-羟基己酸O(CH2)5CO-聚己内酯dC2CH2CH2O丁氧环-CH2CH2C2O-n聚氧三亚甲基eNH2(CH2）N己二胺 HOOC（C)4CO己二酸-H(CH2)6HCO（2)4C-聚己二酰
7、己二胺(聚酰胺66,尼龙)6. 按分子式写出聚合物和单体名称以及聚合反映式。属于加聚、缩聚还是开环聚合，连锁聚合还是逐渐聚合?答:序号单体聚合物加聚、缩聚或开环聚合连锁、逐渐聚合aCH2C(CH3）2异丁烯聚异丁烯加聚连锁bNH2(CH）NH己二胺、OC(CH2）COO己二酸聚已二酰己二胺，尼龙66缩聚逐渐cNH(H)5O己内酰胺尼龙开环逐渐（水或酸作催化剂）或连锁（碱作催化剂）dH2=C(CH3)-H=CH2异戊二烯聚异戊二烯加聚连锁.写出下列聚合物的单体分子式和常用的聚合反映式:聚丙烯腈、天然橡胶、丁苯橡胶、聚甲醛、聚苯醚、聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷。答：聚丙烯腈：丙烯腈CH2CHC天然橡
8、胶：异戊二烯C2=C(CH3)-H=C2丁苯橡胶:丁二烯+苯乙烯CH2=CH-CH=CH2+CH=CHC6H5聚甲醛：甲醛C2O聚苯醚:2,二甲基苯酚聚四氟乙烯：四氟乙烯F2=C2聚二甲基硅氧烷：二甲基硅氧烷 举例阐明和区别线形构造和体形构造、热塑性聚合物和热固性聚合物、非晶态聚合物和结晶聚合物。答：线形和支链大分子依托分子间力汇集成聚合物,聚合物受热时,克服了分子间力,塑化或熔融;冷却后，又凝聚成固态聚合物。受热塑化和冷却固化可以反复可逆进行，这种热行为特称做热塑性。但大分子间力过大(强氢键)的线形聚合物，如纤维素,在热分解温度如下,不能塑化,也就不具有热塑性。带有潜在官能团的线形或支链大分
9、子受热后,在塑化的同步，交联成体形聚合物,冷却后固化。后来受热不能再塑化变形，这一热行为特称做热固性。但已经交联的聚合物不能在称做热固性。聚氯乙烯，生橡胶，硝化纤维：线形，热塑性纤维素:线形,不能塑化，热分解酚醛塑料模制品，硬橡皮:交联,已经固化，不再塑化9. 举例阐明橡胶、纤维、塑料的构造-性能特性和重要差别。答：现举纤维、橡胶、塑料几例及其聚合度、热转变温度、分子特性、汇集态、机械性能等重要特性列于下表。聚合物聚合度g/分子特性汇集态机械性能纤维涤纶90269258极性晶态高强高模量尼龙-6650805065强极性晶态高强高模量橡胶顺丁橡胶00-108-非极性高弹态低强高弹性硅橡胶501万
10、1-40非极性高弹态低强高弹性塑料聚乙烯1501万-213非极性晶态中强低模量聚氯乙烯60160081-极性玻璃态中强中模量纤维需要有较高的拉伸强度和高模量,并但愿有较高的热转变温度,因此多选用带有极性基团（特别是可以形成氢键)而构造简朴的高分子，使汇集成晶态，有足够高的熔点,便于烫熨。强极性或氢键可以导致较大的分子间力,因此,较低的聚合度或分子量就足以产生较大的强度和模量。橡胶的性能规定是高弹性,多选用非极性高分子，分子链柔顺,呈非晶型高弹态,特性是分子量或聚合度很高，玻璃化温度很低。塑料性能规定介于纤维和橡胶之间,种类繁多,从接近纤维的硬塑料（如聚氯乙烯，也可拉成纤维）到接近橡胶的软塑料(
11、如聚乙烯，玻璃化温度极低,类似橡胶)均有。低密度聚乙烯构造简朴,结晶度高，才有较高的熔点(13);较高的聚合度或分子量才干保证聚乙烯的强度。等规聚丙烯结晶度高，熔点高（175),强度也高，已经进入工程塑料的范畴。聚氯乙烯具有极性的氯原子,强度中档;但属于非晶型的玻璃态，玻璃化温度较低。使用范畴受到限制。10 什么叫玻璃化温度？橡胶和塑料的玻璃化温度有何区别？聚合物的熔点有什么特性?答：玻璃化温度及熔点是最重要的热转变温度。玻璃化温度是聚合物从玻璃态到高弹态的热转变温度。受外力作用,玻璃态时的形变较小,而高弹态时的形变较大,其转折点就是玻璃化温度，可用膨胀计或热机械曲线仪进行测定。玻璃化温度是非
12、晶态塑料（如聚氯乙烯、聚苯乙烯等）的使用上限温度,是橡胶（如顺丁橡胶、天然橡胶等)的使用下限温度。引入极性基团、位阻较大的芳杂环和交联是提高玻璃化温度的三大途径。熔点是晶态转变成熔体的热转变温度。高分子构造复杂,一般聚合物很难结晶完全，因此往往有一熔融范畴。熔点是晶态聚合物的使用上限温度。规整的微构造、合适极性基团的引入均有助于结晶，如低密度聚乙烯、等规聚丙烯、聚四氟乙烯、聚酰胺-66等。在聚合物合成阶段,除平均分子量和分布外,玻璃化温度和熔点往往是需要表征的重要参数。计算题1. 求下列混合物的数均分子量、质均分子量和分子量分布指数。a、组分A：质量 10g，分子量 = 30 000；b、组分
13、B:质量 = 5g,分子量= 70000;c、组分C:质量 = 1g，分子量= 00 00解：数均分子量质均分子量分子量分布指数 /=4687/8576 =1.22 等质量的聚合物A和聚合物B共混,计算共混物的和。聚合物 A:=3，000， =9,00;聚合物B:15,0, 300,000解: 第2章 缩聚与逐渐聚合 计算题1 通过碱滴定法和红外光谱法，同步测得21.3 g聚己二酰己二胺试样中具有2.5010-mol羧基。 根据这一数据，计算得数均分子量为820。计算时需作什么假定?如何通过实验来拟定的可靠性?如该假定不可靠，如何由实验来测定对的的值？解：,，上述计算时需假设：聚己二酰己二胺由二元胺和二元酸反映制得，每个大分子链平均只含一种羧基,且羧基数和胺基数相等。可以通过测定大分子链端基的CO和H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O和NH2的一半时,就可假定此假设的可靠性。用气相渗入压法可较精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(C2)-OOH进行线形缩聚，测得产物的质均分子量为1,00mol-,试计算：.羧基已经醌化的比例 b. 数均聚合度
