(完整word版)四川大学高分子化学配套课后习题全解答

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第一章 绪论

思考题:

5. 写出下列单体的聚合反应式,以及单体、聚合物名称

a、 CH2CHF nCH2CHFCH 2CHn F

氟乙烯

聚氟乙烯

b、 CH2C(CH3)2CH3 nCH2C(CH3)2CH2C CHn3 异丁烯 聚异丁烯

c、 HO(CH2)5COOH n HO(CH2)5COOHO(CH2)5C+nH2On O ?-羟基己酸

聚己内酯

d、 CH2CH2CH2O nCH2CH2CH2OCH2CH2CH2On

丁氧环

聚(氧化三亚甲基)(聚亚丙基醚)

e、 NH2(CH2)6NH2+HOOC(CH2)4COOH nNH 2(CH2)6NH2+nHOOC(CH2)4COOH己二胺+己二酸

HNH(CH2)6NHCO(CH2)4CHOOH+(2n-1)n

聚己二酰己二胺

H2O

6、按分子式写出聚合物和单体名称以及聚合反应式,说明属于加聚、缩聚还是开环聚合,连锁聚合还是逐步聚合。

a、聚异丁烯;单体:异丁烯;加聚;连锁聚合。 b、聚己二酰己二胺(尼龙-66),单体:己二酸和己二胺,缩聚;逐步聚合。 c、聚己内酰胺(尼龙6),单体:己内酰胺;开环聚合;逐步聚合。 d、聚异戊二烯(天然橡胶),单体:异戊二烯;加聚;连锁聚合。

7、写出下列聚合物的单体分子式和常用的聚合反应式: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

(1)nCH2CHCN(2)nCH2CCHCH2CH3CH2CHCNnCH2CCHCH2CH3n(3)nCH2CHCHCH2+nCH2CH(4)nHCHO(5)2nCH2OCH2CHCHCH2CH2CHnnCH3OH+n/2O2CH3CF2CF2nCH3On+nH2OCH3(6)nCF2CF2CH3CH3OSin+2nHClCH3OOO(CH2)2OCNH(CH2)6NHC

n(7)nClSiCl+nH2OCH3

(8)nHO(CH2)2OH+nOCN(CH2)6NCO

计算题:

2、等质量的聚合物A和聚合物B共混,计算共混物的Mn和Mw。 聚合物A:Mn?35000,Mw?90000 聚合物B:Mn?15000,Mw?300000

解答:假设mA?mB?m0

2m0mA?mB??mA??mB??m0???m0?????所以混合物 ?M??M??35000??15000??nA?nB????21000Mn??mAMw???mA?mB?195000

??mBM??wA???mA?mB?11M??90000??300000?wB 22?第二章 缩聚和逐步聚合

计算题:

3、等摩尔己二胺和己二酸进行缩聚,反应程度p为0.500、0.800、0.900、0.950、0.980、0.990、0.995,试求数均聚合度Xn、DP和数均分子量Mn,并做Xn?P关系图。

解答: P Xn?DP?0.500 1 1?PXn 22 1 0.800 5 2.5 0.900 10 5 0.950 20 10 0.980 50 25 0.990 100 50 0.995 200 100 Mn?XngM0?18 244 583 1148 2278 5668 11318 22618 注意:M0为结构单元的平均相对分子质量,这里等于113;且如果聚合度很大,

Mn的计算公式中可以不考虑分子链两端端基的化学式量。

5、由1mol丁二醇和1mol己二酸合成Mn?5000的聚酯,试做下列计算: a、两基团数完全相等,忽略端基对Mn的影响,求终止缩聚的反应程度p。 b、在缩聚过程中如果有0.5%(mol分数)丁二醇脱水成乙烯而损失,求到达同一反应程度p时的Mn。

c、如何补偿丁二醇脱水损失,才能获得同一Mn的缩聚物。

d、假定原始混合物中羧基的总浓度为2mol,其中1.0%为乙酸,无其他因素影响两基团数比,求获得同一数均聚合度所需的反应程度p。

解答:(a)忽略端基影响,按照聚合物结构式,知道结构单元平均相对分子质量

M0?200?100,所以

2Xn?Mn5000X?150?1??50, p?n??0.98

50M0100Xn即:等mol配比时,缩聚反应终止程度为0.98时,数均分子量=5000.

(b) 在缩聚过程中有0.5%(mol分数)丁二醇损失,则意味着其中一种官能团过

1?0.005量,此时,两种单体的基团数比(mol比)r??0.995

1所以,达到同一反应程度(p=0.98)时产物的聚合度为

Xn?1?r1?0.995??44.53

1?r?2rp1?0.995?2?0.995?0.98(c)可以通过提高反应程度来补偿丁二醇脱水损失,从而获得同一Mn缩聚物。

根据Xn?1?r1?0.995??50

1?r?2rp1?0.995?2?0.995?p'得出:p'?0.983

即:将反应程度提高到0.983时,可以补偿丁二醇的损失,从而获得Mn为5000的聚酯。

(d)假定原始混合物中羧基的总浓度为2mol,其中1.0%为乙酸。即体系中存在单官能团物质。原始混合物中羧基总浓度为2mol,其中包含了1.0%的乙酸。所以初始混合物中羧基mol数Nb=2-2×1.0%=1.98mol,无其他因素影响两基团数比,按照题首条件,羟基mol数为Na=2mol。

此时r?Na2??0.990 ’Nb?2Nb1.98?2?2?1.0%Xn?1?r1?0.99??50

1?r?2rp1?0.99?2?0.98?p''所以

p''?0.985

8、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Xn。另在排除副产物水的条件下缩聚,欲得Xn?100,问体系中残留水分有多少?

解答:(1)乙二醇与对苯二甲酸等摩尔配比且封闭体系内

Xn?K?1?4?1?3

(2)若在排除副产物的条件下缩聚,即开口体系

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