最新高分子计算与解答Word文档格式.docx
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10.某一耐热性芳族聚酰胺数均分子量为24990，聚合物经水解后，得38.91％wt对苯二胺，59.81％对苯二甲酸，0.88％苯甲酸。
试写出分子式，计算聚合度和反应程度。
11.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。
12.将邻苯二甲酸酐、季戊四醇、乙二醇一摩尔比为2.00：
0.99：
0.01进行缩聚，
试求：
a．平均官能度
b．按Carothers法求凝胶点。
c．按统计法求凝胶点。
13.欲将1000g环氧树脂（环氧值为0.2）用等物质量的乙二胺固化，试计算固化剂用量。
并求此凝胶反应的凝胶点。
14.邻苯二甲酸酐与甘油或季戊四醇缩聚，两种基团数相等试求：
a.平均官能度
b.按Carothers法求凝胶点
c.按统计法求凝胶点
15.邻苯二甲酸酐与等物质量的甘油或季戊四醇缩聚，试求
（1）平均聚合度；
（2）按Carothers法求凝胶点；
（3）按统计法求凝胶点。
16.假设由邻苯二甲酸酐，苯三酸和甘油组成的聚合体系中，三种单体的摩尔比分别为第一种是3：
1：
3，第二种是1：
2.请用Carothers法分别预测两种聚合体系的凝胶点；
请再用Flory法分别预测聚合体系的凝胶点
17.邻苯二甲酸和甘油的物质的量之比为3：
1.97，试用Carothers法和Flory统计法计算凝胶点。
18.分别用Carothers法和Flory法计算下列混合物的凝胶点。
邻苯二甲酸、甘油和乙二醇的摩尔比为1.50:
0.99:
0.002。
（10分）
19.邻苯二甲酸酐和甘油摩尔比为1.50︰0.98,试分别用Carothers方程和Flory统计公式计算下列混合物的凝胶点
。
20.用甲苯二异氰酸酯，乙二醇，丙三醇为原料，若按物质的量配比3.5：
1.5：
2进行逐步聚合反应时，试判断当反应程度P=0.84时，分别用Crothers法和Flory法计算它们是否会出现凝胶？
若未出现凝胶，计算产物的数均聚合度。
21.计算下列混合物的凝胶点。
（1）邻苯二甲酸和甘油的摩尔比为1.50:
0.98
（2）邻苯二甲酸、甘油和乙二醇的摩尔比为1.50:
0.002
22．试计算丁二烯在27℃、77℃、127℃时的平衡单体浓度。
已知丁二烯的
-ΔH0＝73kJ／mol，ΔS0＝89J/mol·
K
23.在一溶液聚合体系中，某单体浓度c（M）=0.2mol/L，某过氧化物引发剂浓度c（I）=4.0×
10-3mol/L，60℃进行自由基聚合。
已知kp=1.45×
102L/mol·
s，kt=7.0×
107L/mol·
s，f=1，引发剂半衰期
44h。
⑴（6分）求初期聚合速率
⑵（4分）初期动力学链长
?
⑶（4分）当转化率达50%时所需的时间?
24.单体溶液浓度c（M）=0.2mol/L，过氧化物引发剂浓度c（I）=4.0×
10-3mol/L，在60℃下加热聚合。
如引发剂半衰期为
=44h，引发剂效率f=0.8，kp=145L/mol·
s，欲达到50%转化率，需多长时间？
25.2.0mol/L苯乙烯的二氯乙烷溶液，于25℃时在4.0×
10-4mol/L硫酸存在下聚合，计算开始时的聚合度。
假如单体溶液中含有浓度为8.0×
10-5mol/L的异丙苯，那么聚苯乙烯的聚合度是多少？
为便于计算，可利用下列数据。
参数：
数值
kp[L/（mol·
S）]
7.6
kt1（s-1）自发终止
4.9×
10-2
kt2（s-1）与反离子结合终止
6.7×
10-3
ktr,M（L/mol·
s）
1.2×
10-1
Cs（25℃，在二氯乙烷中用异丙苯作转移剂）
4.5×
10-2
26.某单体于一定温度下，用过氧化物作引发剂，进行溶液聚合反应，已知单体浓度为1.0M，一些动力学参数为fkd=2×
10-9s-1，kp/kt1/2=0.0335（L·
mol·
s）1/2。
若聚合中不存在任何链转移反应，引发反应速率与单体浓度无关，且链终止方式以偶合反应为主时，试计算：
（11分）
（1）要求起始聚合速率（Rp）0>
1.4×
10-7mol/L·
s，产物的动力学链长ν>
3500时，采用引发剂的浓度应是多少？
（2）当仍维持
（1）的（Rp）0，而ν>
4100时，引发剂浓度应是多少？
27.以BPO为引发剂，60゜C下苯乙烯在苯中聚合，已知苯乙烯的浓度为400mol/L，BPO浓度为5×
10-4mol/L，Kp=176L/（mol-s），Kd=3.24×
10-6Lmol/s，Kt=3.58×
107L/（mol.s）;
f=0.70求
（1）引发速率和聚合反应速率；
（2）动力学链长。
28.以硫酸为引发剂，使苯乙烯在惰性溶剂中聚合。
若
=7.6L/mol·
s，自发链终止速率
常数
=4.9×
10-2s-1，向单体链转移的速率常数
=1.2×
10-1L/mol·
s，反映体系
中的单体浓度为200g/L。
计算聚合初期聚苯乙烯的分子量。
29.100毫升无阻聚物存在的甲基丙烯酸甲酯中，加入0.0242克过氧化二苯甲酰，并在60℃下聚合。
反应1.5小时后得到聚合物3克，用渗透压法测得其分子量为831500（已知60℃下BPO的半衰期为48小时，引发效率为0.81,Cl为0.02,CM为0.1×
104，甲基丙烯酸甲醋的密度为0.930g//ml）。
试求
（1）甲基丙烯酸甲酯在60℃下的kp2／kt值;
（2）在该温度下歧化终止和偶合终止所占的比例。
30.苯乙烯溶液浓度0.20mol*L-1,过氧类引发剂浓度为4.0⨯10-3mol*L-1,在60℃下聚合，如引发剂半衰期44h,引发剂效率f=0.80，kp=145L*（mol*s）-1，kt=7.0⨯107L*（mol*s）-1,欲达到50%转化率，需多长时间？
31.醋酸乙烯在60°
C下，以AIBN为引发剂进行本体聚合，其动力学数据如下:
Kd=1.16
10-5S-1，Kp=3700升
mol∙S，Kt=7.4
107升
mol∙S,【M】=10.86mol
L，
【I】=0.206
10-8mol
L，CM=1.91
10-4，偶合终止占双基终止的90%，试求出聚醋酸乙烯的数均聚合度。
（f按1计算）
32.以BPO为引发剂，60℃时引发苯乙烯聚合，已知苯乙烯0.887g/cm3，引发剂用量为单体量的0.108％，引发剂效率为f=0.8,产物聚合度为2800，聚合速率为0.282*10-3mol/L在体系中自由基寿命г=0.86秒，试求欲达到50％转化率时，需要多少时间？
33.25℃在THF中，用n—C4H9Li作为引发剂引发丙烯腈聚合，已知单体浓度0.95mol/L，引发剂浓度为0.005mol/L,总体积为1L。
1）
若反应到3/4时用36mg水终止，求水终止的聚合物的平均分子量
2）
若聚合5s时，单体浓度为6.28×
10-3mol/L,求10s时聚合速率和聚合度
34、2.0mol/L苯乙烯的二氯乙烷溶液，于25℃时在4.0×
（10分）
数值
7.6
4.9×
6.7×
4.5×
35.已知过氧化二苯甲酰在60℃的半衰期为48小时，甲基丙烯酸甲酯在60℃的kp2/kt=1×
10-2l（mol.s）。
如果起始投料量为每100ml溶液（溶剂为惰性）中含20克甲基丙烯酸甲酯和0.1克过氧化苯甲酰，试求
（1）10％单体转化为聚合物需多少时间？
（2）反应初期生成的聚合物的数均聚合度（60℃下85%歧化终止，15％偶合终止，f按1计算）。
36.用ABIN作引发剂（浓度为0。
1mol/L），使苯乙烯在40℃下于膨胀计中进行聚合，用N,N-二苯基-N-2,4,6-三硝基苯肼自由基（DPPH）作阻聚剂，实验结果表明，阻聚剂的用量与诱导期成直线关系，当DPPH用量分别为0和8×
10-5mol·
L-1时，诱导期分别为0和15min。
已知：
ABIN在40℃时的半衰期t1/2=150h，试求ABIN的引发效率f。
37．以过氧化二苯甲酰作引发剂，在60℃进行苯乙烯聚合动力学研究，数据如下：
（1）60℃苯乙烯的密度为0.887g/mL
（2）引发剂用量为单体重的0.109％
（3）Rp＝0.255×
10-4mol/L·
s
（4）聚合度＝2460
（5）f＝0.80
（6）自由基寿命τ＝0.82s
试求kd、kp、kt，建立三个常数的数量级概念，比较[M]和[M·
]的大小，比较Ri、Rp、Rt的大小。
全部为偶合终止，a＝0.5（三）
38．将1.0×
10-3mol萘钠溶于四氢呋喃中，然后迅速加入2.0mol的苯乙烯，溶液的总体积为1L。
假如单体立即均匀混合，发现2000秒钟内已有一半单体聚合，计算在聚合了2000秒和4000秒时的聚合度。
39、把2.0×
10-3mol的萘钠溶于THF中，然后迅速加入1mol的苯乙烯，溶液的总体积为1L。
假设单体立即均匀聚合，发现2000秒钟内已有一半单体聚合，计算：
（1）聚合速率常数kp；
（2）在聚合了2000秒和4000秒时的聚合度
40.将苯乙烯加到萘钠的四氢呋喃溶液中,苯乙烯和萘钠的浓度分别为0.2mol/L和0.0001mol/L.在25下聚合5s,测得苯乙烯的浓度为1.73×
10ˉ¹
mol/L.试计算:
a.增长速率常数
b.10s的聚合速率
c.10s的数均聚合度
41.以C4H9Li为引发剂，环己烷为溶剂，合成SBS三嵌段共聚物。
单体总量是600克，假定单体转化率为98%，当S/B=60/40（质量比），数均分子量为1
105g/mol.试计算苯乙烯和丁二烯各需要多少克，需要0.4mol/l的C4H9Li溶液多少ml？
42.苯乙烯（M1）与丁二烯（M2）在5℃下进行自由基乳液共聚时，其r1=0.64，r2=1.38。
已知苯乙烯和丁二烯的均聚链增长速率常数分别为49和251l/（mol*s）。
要求
（1）计算共聚时的反应速率常数
（2）比较两种单体和两种链自由基的反应活性的大小
（3）做出此共聚反应的F1-f1曲线
（4）要制备组成均一的共聚物需要采取什么措施？
43.甲基丙烯酸甲酯的浓度为7mol·
dm－3，5-乙基-2乙烯基吡啶浓度为2mol·
dm－3，竞聚率r1=0.40,r2=0.6。
（1）计算聚合共聚物起始物组成；
（2）求共聚物组成与单体组成相同时两单体摩尔配比。
44、苯乙烯的浓度为6mol/L,竞聚率r1=0.80,异戊二烯的浓度为2mol/L，r2=1.68，求聚合共聚物的起始组成（以摩尔分数表示）,并写出共聚物瞬时组成与单体组成的定量关系。
45.氯乙烯（r1=1.67）与醋酸乙烯酯（r2=0.23）共聚，希望获得初始共聚物瞬时组成和85%转化率时共聚物平均组成为5%（摩尔分数）醋酸乙烯酯，分别求两单体的初始配比。
46.苯乙烯（M1）与丁二烯（M2）在5℃下进行自由基乳液共聚合时，其
=0.64，
=1.38。
苯乙烯和丁二烯均聚,链增长速率常数分别为49.0和25.1L·
（mol·
s）-1。
请：
（12分）
⑴计算共聚时的链增长反应速率常数。
⑵比较两种单体和两种链自由基的反应活性的大小。
⑶做出此共聚反应的
曲线。
47.苯乙烯（M1）与丁二烯（M2）在进行自由基共聚合，其r1=0.64,r2=1.38。
已知两单体的均聚链增长速率常数分别49和25.1L/mol.s。
a）
计算共聚时的交叉增长反应速度常数;
b）
比较两单体及两链自由基的反应活性的大小。
48.苯乙烯（M1）和丙烯酸甲酯（M2）在苯中共聚，已知r1=0.75，r2=0.20，[M1]=1.5mol／L,[M2]=3.0mol／L。
作共聚物组成F1--f1曲线，并求起始共聚物的组成。
49、计算苯乙烯在60℃下乳液聚合的速率和聚合度。
乳胶粒数=1.0⨯1015ml-1，[M]=5.0mol∙L-1，ρ=5.0⨯1012个（ml∙s）-1，p=176L（mol∙s）-1
。
50、在一定条件下异丁烯聚合以向单体转移为主要终止方式，所得聚合物末端为不饱和端基。
现有4g聚异丁烯，可恰好使6ml浓度为0.01mol/l的溴－四氯化碳溶液褪色。
计算聚异丁烯的分子量。
51.乳液聚合配方如下（理想体系）：
苯乙烯100g水200g过硫酸钾0.3g硬脂酸钠5g。
计算：
a、溶于水中的苯乙烯分子数（ml－1），已知：
20℃溶解度为0.02g/100g水，阿佛伽德罗数NA=6.023⨯1023mol-1。
b、单体液滴数（ml－1）。
条件：
液滴直径1000nm，苯乙烯溶解和增溶量共2g，苯乙烯密度为0.9g∙cm-3。
c、溶于水中的钠皂分子数（ml－1），条件：
硬脂酸钠的CMC为0.13g∙L-1，分子量为306.5。
d、水中胶束数（ml－1）。
每胶束由100个肥皂分子组成。
e、水中过硫酸钾分子数（ml－1），条件：
分子量为270。
52、比较苯乙烯在60℃下本体聚合和乳液聚合的速率和聚合度。
乳胶粒数=1.0⨯1015ml-1，[M]=5.0mol*L-1，ρ=5.0⨯1012个（ml*s）-1。
两体系的速率常数相同：
kp=176L（mol*s）-1,
kt=3.6⨯107L（mol*s）-1。
答案
1.解：
（1）单体反应一半时加入1.8gH2O，由水终止所得聚合物的分子量
为
（2）单体完全转化后全部聚合物的数均分子量，仍然是个平均的概念，即指的是平均来讲每一个活性种所加上的单体的克数（若是数均聚合度，即为所加上的单体的个数），不管中途是否加有终止剂，还是发生了其他不均匀增长
∴单体完全转化后全部聚合物的数均分子量
（3）已知在这一体系中存在两类分子，一是由水终止的大分子，另一是没被水终止而得以继续增长所形成的大分子，且已知这两类分子的分子量分布指数均为1，说明它们各自均为均一体系，分子量都是单一值，分别求出这两种分子的摩尔数和数均分子量，即可求得HI.
由水终止的大分子，其摩尔数为0.1mol，分子量
为50000，单分布
没被水终止而继续增长所形成的大分子，其摩尔数为0.1mol，分子量为150000，单分布
∴最后所得聚合物的分子量分布指数为
2．解:
=
3.解答：
取100g水解物为计算的标准
其中含对苯二胺的mol数为39.31/108=0.364；
含对苯二甲酸的mol数为59.81/166=0.360；
含苯甲酸的mol数为0.88/122=0.0072；
对苯二胺：
对苯二甲酸：
苯甲酸=0.364：
0.360：
0.0072=101：
100：
2
通过计算说明对苯二胺和对苯二甲酸非等摩尔比投料，同时还用苯甲酸作官能团封锁剂控制聚酰胺的相对分子质量。
因此，该聚酰胺的结构式及水解反应式为
验证：
对苯二胺在水解产物中占质量百分数为：
对苯二甲酸在水解产物中占的质量百分数为：
苯甲酸在水解产物中占的质量百分数为：
4.解：
假设二元醇与二元酸的摩尔数各为1mol，则醋酸的摩尔数为0.015mol。
Na=2mol，Nb=2mol，
mol
当p=0.995时，
当p=0.999时，
5.解：
6.解：
NA0=NB0=3.0，A3中A基团数占混合物中A总数（ρ）的10%，则A3中A基团数为0.3mol，A3的分子数为0.1mol。
NA2=1.35mol；
NA3=0.1mol；
NB2=1.5mol
当p=0.970时，
时，
p=0.973
7.解：
设分离出20g水后，反应达到平衡的反应程度为p，此时分子量为
起始官能团数：
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
根据：
代入数据：
解得：
数均分子量
8.解：
聚酰胺66的重复单元的分子量是226
故结构单元的平均分子量为Mo=226/2=113
Xn=Mn/Mo
=16000/113=141.6
Xn=（r+1）/（r+1-2rp）
当p=99.5%时Xn=141.6
故（r+1）/（r+1-2rp）=（r+1）/（r+1-2r×
99.5%）=141.6
接得：
r=0.991
当COOH/NH2=0.991时，聚合物的端基均是NH2；
当
NH2/COOH=0.991时，聚合物的端基均是COOH。
9.解：
（1）—[CO（CH2）4COO（CH2）4O]—
M0＝（112+88）/2=100，
由
（2）依题意，醋酸羧基为2×
1.0％＝0.02mol
己二酸单体为（2-0.02）÷
2＝0.99mol
∴
根据
代入数据
解得P＝0.9825
10.解：
在100g聚合物水解产物中，有38.91g对苯二胺，59.81g对苯二甲酸，0.88g苯甲酸，它们的分子量分别为108，166，122。
则各组分摩尔数为：
各组分官能团数
对苯二胺
nb＝38.91/108＝0.3603mol
Nb＝2nb＝2×
0.3603＝0.7206mol
对苯二甲酸na＝59.81/166＝0.3603mol
Na＝2na＝2×
苯甲酸
nc＝0.88/122＝0.0072mol
Nc＝nc＝0.0072mol
可见反应是以等摩尔比开始的，外加分子量调节剂，因此分子式为
结构单元平均分子量M0＝（106+132）/2=119
代入上式得
11.解答：
12.解答：
由题意知-OH的基团数为：
0.99×
4+0.01×
2=3.98
-COOH的基团数为：
2.00×
2=4.00
故：
f=2×
（0.99×
2）/（2.00+0.99+0.01）=2.653
②按Carothers法可得：
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