发布时间 : 星期五 文章高分子化学习题更新完毕开始阅读
反应程度与转化率根本不同：在缩聚反应早期，单体很快消失，转变成二聚体、三聚体等低聚物，转化率很高，而大量官能团并未反应，反应程度很小，相对分子质量也很低。因此，在缩聚反应中，转化率没有意义，常用反应程度来描述反应的深度。
4. 缩聚反应平衡常数主要由何因素决定，试讨论在不同平衡常数范围内影响缩聚物分子量的主要因素。
解：缩聚平衡常数主要由缩聚反应类型和反应温度决定。 缩聚平衡常数按其大小可分三类：
( l ）平衡常数小，在10 以下的，低分子物在体系中残存量是影响分子量的主要因素。
3
( 2 ）平衡常数大小居中，如为10～10 数量级的反应。低分子物残存量有一定影响。但影响分子量
的主要因素还有原料非等物质量比和人为地将反应程度控制在某一范围。
3
( 3 ）平衡常数在10 以上的缩聚反应。影响分子量的主要因素是原料的非等物质量比和人为地控制
的反应程度
总之，线型缩聚物聚合度受反应程度、平衡常数和原料配比等因素的影响。
5. 在尼龙－6和尼龙－66生产中为什么要加入醋酸或己二酸作为分子量控制剂？在涤纶数树脂生产中时采用什么措施控制分子量的？
解：尼龙－6和尼龙－66缩聚反应平衡常数较大。同时实际生产尼龙－66是通过66盐的缩聚，因此尼龙－6和尼龙－66的缩聚反应在实际生产时不存在非等物质量的问题。这两个缩聚反应均可用加入醋酸或己二酸的端基封锁方法控制分子量。用这种方法控制分子量的优点是分子端基不再有进一步相互反应的能力，产物在以后加工过程中分子量不会进一步增大。
涤纶合成反应平衡常数较小，残余小分子分数是影响分子量的主要因素，因此只能通过控制乙二醇残压来控制P以达到控制分子量的目的。当达到预定分子量时，体系达到一定粘度，因此可通过搅拌马达电流变化判断终点。
计算题 1. 等摩尔的乙二醇和对苯二甲酸在280℃下封管内进行缩聚，平衡常数K=4，求最终X水的条件下缩聚，欲得Xn?100，问体系中残留水分有多少？
n。另在排除副产物
解： 由 欲得Xn?100
得
2. 从对苯二甲酸(1mol)和乙二醇(1mol)聚酯化反应体系中，共分出水18克，求产物的平均分子量和反应程度，设平衡常数K＝4。
n。 解：设分离出18g水后，反应达到平衡的反应程度为p，此时分子量为 X
COOH+ OHk1k-1OCO+H2O起始官能团数： N0 N0 0 0 t时刻官能团数：N0(1－P) N0(1－P) PN0 NW 残留水分子数＝生成的水分子数－排出的水分子数
Nw?N0P?W水18
?P?0.5nw?NwN0?P?W水18N0＝P?1818?2
根据：
Xn?Kpnw
Xn?11?P代入数据：
Xn?4P(P?0.5)11?P
Xn?
1922?422.4
解得：
P?0.771Xn?4.4 数均分子量 Mn?4.4?3. 等摩尔的二元醇和二元酸在一定温度下，于封闭管中进行均相聚合，已知该温度下的平衡常数为 4 ，求在此条件下的最大反应程度P 和最大聚合度 x n ？若此体系改为敞开体系，通过抽真空使体系中残存水量为单体的0.01%，则此条件下的最大反应程度 P和最大聚合度是多少？ 解：对密闭体系：
由
1 得
1－P
而 Xn ? =3 则P=0.667
K 将K=4，n=0.0001代入此式解得 非密闭体系： Xn ? W
nW
1? = 200 则 P=0.995 x n =200 即 Xn
1－P4．生产尼龙-66，想获得数均分子量为13500的产品，采用己二酸过量的办法, 若使反应程度P达到0.994，试求己二胺和己二酸的配料比。 解：当己二酸过量时，尼龙-66的分子结构为
HO CO(CH2)4CONH(CH2)6NH CO(CH2)4COOHn112114
结构单元的平均分子量M0＝(112＋114)/2=113
Xn?13500?146113?118当反应程度P = 0.994时，求r值：
Xn?1?r1?r?2rp1?r
118?1?r?2?0.994r己二胺和己二酸的配料比r?0.995
5. 己二胺和己二酸在理想条件下进行聚合，试计算：2摩尔的己二胺和2摩尔的己二酸反应，另外加0.02摩尔的苯甲酸能否生成数均聚合度为150的聚酰胺？ 解：外加0.02摩尔的苯甲酸则：
假设能生成数均聚合度为150的聚酰胺，把q =0.02代入下式
解得p =1.004 > 1
不合实际，所以假设错误。外加0.02摩尔的苯甲酸不能生成数均聚合度为150的聚酰胺。
6. 由己二胺和过量己二酸合成聚酰胺，聚合度 x n 约为 130，反应程度为0.995，试计算己二胺和己二酸原料的摩尔系数 r、过量分率q。 解：
1 ＋ r q ＋ 2
Xn??q＋2(1－P) 1＋r－2rP
xn=130 p=0.995 代入得：
求得 r ? 0 .995
q ? 5 .0 ? 10 － 3
7．等摩尔的二元醇和二元酸缩聚，另加1.5mol％醋酸，p＝0.995或0.999时，聚酯的聚合度是多少？
解法1：设体系中二元酸或二元醇的起始官能团数为Na，则其摩尔数为Na/2
则醋酸的摩尔数为1.5％·Na/2即为Nc，即外加酸的摩尔数
?r?NaNa?2Nc?NaNa?2?1.5%?Na2?11?1.5%?0.9852
∴当P＝0.995时
Xn?1?r1?r?2rP?1?0.98521?0.9852?2?0.9852?0.995?80.5
当P＝0.999时
Xn?1?r1?r?2rP?1?0.98521?0.9852?2?0.9852?0.999?118.4
解法2：此题也可用q来求解
2NcNa2?1.5%??NaNa2?0.015
q?当P＝0.995时
Xn?q?2q?2(1?P)?0.015?20.015?2(1?0.995)?80.6
当P＝0.999时
Xn?q?2q?2(1?P)?0.015?20.015?2(1?0.999)?118.4
8. 由1mol丁二醇和1mol己二酸合成数均分子量为5000的聚酯，
（1）两基团数完全相等，忽略端基对数均分子量的影响，求终止缩聚的反应程度P； （2）在缩聚过程中，如果有5mmol的丁二醇脱水而损失，求达到同样反应程度时的数均分子量；
（3）如何补偿丁二醇脱水损失，才能获得同一数均分子量的缩聚物？
（4）假定原始混合物中羧基的总浓度为2mol，其中1.0％为醋酸，无其它因素影响两基团数比，求获得同一数均聚合度时所需的反应程度。 解：
（1） 忽略端基对数均分子量的影响
—[CO(CH2)4COO(CH2)4O]— M0＝(112+88)/2=100，
Xn?MM1n0?5000100?50
由Xn?1?P?P?0.9800