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.一、基本概念题(共10分,每题2分) 聚合物相对分子质量稳定化法:聚合物相对分子质量达到要求时,加入官能团封锁剂,使缩聚物两端官能团失去再反应的能力,从而达到控制缩聚物相对分子质量的目的的方法。 体型缩聚的凝胶点:体型缩聚中出现凝胶时的反应程度,记作 乳化剂的亲水亲油平衡值HLB:根据乳化剂亲油基和亲水基对其性能的贡献,给每一种乳化剂一个数值叫亲水亲油平衡值,用HLB来表示,它表示乳化剂的亲水性能的大小。 本体聚合:单体在少量引发剂作用下形成高聚物的过程。 引发剂的诱导分解:链自由基向引发剂的转移反应。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) 界面缩聚的特点是什么?精品. 界面缩聚是不平衡缩聚,需采用高反应活性的单体,反应可在低温下进行,逆反应的速率很低,甚至为0。属于不平衡缩聚。缩聚中产生的小分子副产物容易除去,不需要熔融缩聚中的真空设备。同时,由于温度较低避免了高温下产物氧化变色降解等不利问题。 反应温度低,相对分子质量高。 反应总速率与体系中单体的总浓度无关,而仅决定于界面处的反应物浓度.只要及时更换界面,就不会影响反应速率。聚合物的相对分子质量与反应程度、本体中官能团物质的量之比关系不大, 但与界面处官能团物质的量有关. 界面缩聚由于需要高反应活性单体,大量溶剂的消耗,使设备体积宠大,利用率低。因此,其应用受到限制。 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。 双基终止时,聚合速率对引发剂浓度为0.5级反应。 单、双基终止兼而有之时,聚合速率对引发剂浓度为0.51级反应。 单基终止时,聚合速率对引发剂浓度为1级反应。 选用偶氮苯三苯甲烷引发剂时,聚合速率对引发剂浓度为00.5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?精品.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长,几乎是整个聚合反应所需的时间,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。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,并说明原因。单体(M1)单体(M2) 甲基丙烯酸甲酯丁二烯0.250.750.1875丙烯酸甲酯丁二烯0.050.760.038苯乙烯丁二烯0.581.350.783马来酸酐丁二烯5.7410-50.3251.8610-5醋酸乙烯丁二烯0.01338.450.499丙烯腈丁二烯0.020.30.006精品.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0 ,两单体发生交替共聚;越趋于零,交替倾向越大。根据单体的、和值上述各单体与丁二烯产生交替共聚的次序为:马来酸酐丙烯腈丙烯酸甲酯甲基丙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( 、 ) t1/2 五、计算题(共40分,根据题目要求计算下列各题) (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,Cl=3.210-4,CS=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/L精品.mol / (Ls), mol/(Ls) (2分)苯乙烯-苯体系为理想溶液,mol/L (2分)苯乙烯60时,动力学链终止完全是偶合终止, (1分) (2(5分) (1分)偶合终止所占的比例为 (2分)转移终止所占的比例为: (2分) (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。如果达到平衡时所得聚酯的=15。 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。 试问此时体系中残存的小分子水的摩尔分数为多少?精品.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: t=0 n0 n0 P 0 0t时平衡 n n K (n0-n ) nW (5分,每错一处扣除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: (3分) (4分) (1分) (1分) (2分)精品.即体系残余的小分子水的分数。 (共13分)甲基丙烯酸甲酯(M1)与苯乙烯(M2),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)。 (3分)为了得到:组成比较均一的共聚物应采用何种投料方法? 解:计算结果(8分)00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.000.1560.2660.3510.4230.4900.5590.6290.7150.8291.0 (1分)(1分)1.00.80.60.4精品.0.200.20.40.60.81.0x 1图 曲线(2分) 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比的一次投料法(2分),使,控制一定的转化率结束反应(1分)。如有侵权请联系告知删除,感谢你们的配合!精品
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