《高分子化学》复习题及答案

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(1)nH2CCHCOOCHnCH2CHOCOCH3CH2CHnCOOCH加聚反应、连锁聚合3丙烯酸甲酯 聚丙烯酸甲酯(2)CH2CHnOCOCH加聚反应、连锁聚合33醋酸乙烯 聚醋酸乙烯(3)nCH2HCCCH2CH3CH2CCHCH2nCH3加聚、连锁聚合异戊二烯 聚异戊二烯(4)nNH2(CH2)6NH2+nCOOH(CH2)4COOHNH(CH2)6NHOC(CH2)4COn己二胺 己二酸 尼龙-66(聚己二酰己二胺)逐步、聚合缩聚(5)H+OH-nNH(CH2)5CONH(CH2)5COnNH(CH2)5COn逐步聚合 开环聚合连锁聚合 开环聚合己内酰胺 尼龙-6

4. 写出合成下列聚合物的单体和反应式: (1) 聚苯乙烯 (2) 聚丙烯 (3) 聚四氟乙烯 (4) 丁苯橡胶 (5) 顺丁橡胶 (6) 聚丙烯腈 (7) 涤纶

(8) 尼龙6,10 (9) 聚碳酸酯 (10) 聚氨酯 解:

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(1)nCH2CHCH2CHn(2)nCH2CHCH3FFnCCFFCH2CHnCH3FFCCnFF+mCH2CHCH2CHCHCH2nCH2CHm(3)(4)nCH2CHCHCH2(5)nCH2CHCHCH2CH2CH2nCCHH

(6)nCH2CHCNnHOOCCH2CHnCNCOOH+nHOCH2CH2OHCOCOCH2CH2O(7)n(8)nH2N(CH2)6NH2+nHOOCCH3CCH3(CH2)8COOHNH(CH2)6NHOC(CH2)8COnCH3CCH3nOOCn(9)nCOCl2 +nHOOHO(10)nOCNRNCO +n HOR'OHCONHRNHCOOR'O

三.简答题:

1. 与低分子化合物相比, 高分子化合物有什么特征? 答:(1).相对分子质量大,通常在104~106之间

(2).高分子化合物的结构通常由许多简单的结构单元重复连接而成,并且这些重复单元实际上或概念上是由相应的小分子衍生而来.

(3).高分子化合物由同一化学组成,聚合度不同的混合物组成, 即高聚物具有的相对分子质量具有多分散性. 因此,高聚物的相对分子质量, 聚合度或分子链的长短都用平均数值来表示.

2. 如何用实验测定一未知单体的聚合反应是以逐步聚合还是以连锁聚合机理进行的.

答: 一般可以通过测定聚合物分子质量或单体转化率与反应时间的关系来鉴别.

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随反应时间的延长, 相对分子质量逐渐增大的聚合反应属逐步聚合反应. 聚合很短时间后相对分子质量就不随反应时间延长而增大的聚合反应属连锁聚合. 单体迅速转化, 而转化率基本与聚合时间无关的聚合反应属逐步聚合. 3. 与线形缩聚反应相比较, 体形缩聚反应有哪些特点?

答:体形缩聚有以下特点: (1).缩聚的单体。体形缩聚反应中至少有一种单体是具有三个或三个以上官能度的, 而线形缩聚反应的单体则是两个官能度。

(2). 体形缩聚的过程。体形缩聚过程是随反应程度提高反应分为甲、乙、丙三个阶段。 甲、乙两个阶段均在凝胶点Pc 之前. 在体形缩聚反应中凝胶点的预测十分重要, 因为化学合成必须控制在Pc 之前, 以后的反应需在加工中进行. 而线形缩聚反应如所需产品是高聚物, 反应必须进行到很高的反应程度。

(3). 产物结构。前者生成可溶可熔的线形高分子, 后者生成不溶不熔的体形高分子。

4. 聚合反应有哪两种基本类型?

答: (1) 侧基上的反应:即相对分子质量基本不变的反应, 通常称为相似转变. 高相对分子质量的母体聚合物, 在缓和条件下, 使基团转化为另一种基团, 或把另一种基团引到分子链上, 这种反应往往仅适用于分子链不含弱键的聚合物. (2). 相对分子质量变大变小的反应, 如交联、接枝、嵌段、扩链、降解、老化等.

5. 什么是功能高分子材料? 试举出5种以上的按功能不同划分的功能高分子材料.

答: 功能高分子材料主要指那些能对物质、能量和信息具有传递转换或贮存作用的高分子材料。它分为两大类,即结构型功能高分子和复合型功能高分子.? (1) 具有化学活性的功能高分子,如高分子试剂、高分子催化剂、固定酶、离子交换树脂等;

(2) 具有光学性能的功能高分子,如感光树脂、光刻胶、液晶高分子等 (3) 具有电学性能的功能高分子,如导电高分子、热电高分子、光电高分子等;(4) 具有导磁性能的高分子,如磁性塑料、磁性橡胶等;

(5) 具有声学性能的功能高分子,如声电换能高分子,吸噪声防震高分子等; (6)具有热响应性能的功能高分子,如形状记忆高分子等;

(7)具有医疗作用的功能高分子,如高分子医药、高分子人工脏器等 6. 何谓相对分子质量的多分散性? 如何表示聚合物相对分子质量的多分散性? 答: 聚合物是相对分子质量不等的同系物的混合物,其相对分子质量或聚合度是一平均值.这种相对分子质量的不均一性称为相对分子质量的多分散性.相对分子质量多分散性可以用重均分子量和数均分子量的比值来表示.这一比值称为多分散指数, 其符号为D. 即D =

MwMn.分子量均一的聚合物其D为1.D越大则 聚

合物相对分子质量的多分散程度越大.

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相对分子质量多分散性更确切的表示方法可用相对分子质量分布曲线表示.以相对分子质量为横坐标, 以所含各种分子的质量或数量百分数为纵坐标, 即得相对分子质量的质量或数量分布曲线.相对分子质量分布的宽窄将直接影响聚 合物的加工和物理性能.

聚合物相对分子质量多分散性产生的原因注意由聚合物形成过程的统计特性所决定.

7. 简述聚合物老化的原因

答: 聚合物或其制品在使用或贮存过程中, 由于环境的影响,其性能逐渐变坏(变软发黏或变硬变脆)的现象统称为聚合物的老化. 导致老化的原因主要是力、光、热、氧、潮气、霉及化学试剂的侵蚀等许多因素的综合作用. 8. 高分子链的结构形状有几种? 它们的物理、化学性质有何不同?

答: 高分子链的形状主要有直线形、支链形和网状体形三种,其次有星形、梳形、梯形等(它们可以视为支链或体形的特例).

直线性和支链形高分子靠范德华力聚集在一起, 分子间力较弱.宏观物理性质表现为密度小、强度低.聚合物具有热塑性, 加热可融化, 在溶剂中可溶解. 其中支链形高分子由于支链的存在使分子间距离较直线形的大, 故各项指标如结晶度、密度、强度等比直线形的低,而溶解性能更好, 其中对结晶度的影响最为显著.

网状体形高分子分子链间形成化学键, 其硬度、力学强度大为提高. 其中交联程度低的具有韧性和弹性, 加热可软化但不熔融, 在溶剂中可溶胀但不溶解. 交联程度高的, 加热不软化, 在溶剂中不溶解. 9. 聚合物降解有几种类型?热降解有几种情况?

答:聚合物的降解有热降解、机械降解、超声波降解、水解、化学降解、生化降解、光氧化降解、氧化降解等.

热降解有解聚、无规断链和取代基的消除反应等.

10. 从醋酸乙烯酯单体到维尼纶纤维, 需经哪些反应?每一反应的要点和关键是什么? 写出反应式. 答:

(1)须经自由基聚合反应、醇解反应及缩醛化反应. (2)各步反应要点和关键如下: (a) 自由基聚合反应

nCH2CHOCOCH3AIBNCH2CH

要点: 用甲醇为溶剂进行溶液聚合以制取适当相对分子质量的聚醋酸乙烯酯溶液.

关键: 选择适宜的反应温度, 控制转化率, 用甲醇调节分子量以制得适当相对

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nOCOCH3

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