高分子化学习题集.docx
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高分子化学习题集
1、下列物质哪些是高聚物？
（1）水
（2）木材（3）肉
（4）棉花（5）橡胶轮胎（6）油漆
2、高聚物常用的分子量有哪几种？
解释它们的含义，并说明它们分别由什么方法测定。
3、设聚合物样品中含有各1moL的103、104、105分子量的组分，计算聚合物的三种平均分子量，并比较它们的大小。
4、写出合成下列聚合物的单体和反应式。
（1）涤纶
（2）尼龙－66
（3）聚丙烯腈（4）天然橡胶
（5）丁苯橡胶（6）聚甲醛
（8）聚四氟乙烯
（10）聚氨酯
5、写出下列单体的聚合反应式和单体、聚合物的名称。
（1）CH2=CHF
（2）CH2=C（CH3）2
（3）HO－（CH2）5－COOH（4）
（5）NH2（CH2）10NH2+HOOC（CH2）8COOH
（6）CH2=C（CH3）－CH=CH2
7、举例说明橡胶、纤维、塑料间结构－性能的差别和联系。
8、高分子化学结构的多重性包括哪些方面？
分别说明。
7、下列烯类单体能否进行自由基聚合？
并解释原因。
CH2＝C（C6H5）2CH2=C（CH3）C2H5CH3CH=CHCH3ClCH=CHCl
CF2=CF2CH2=C（CH3）COOCH3CH2=CHCOOCH3CH2=CHCN
CH2=C（CH3）CH=CH
8、以偶氮二异丁腈为引发剂，写出醋酸乙烯酯聚合历程中各基元反应式。
9、PVA的单体是什么？
写出其聚合反应式。
10、甲基丙烯酸甲酯聚合时，歧化终止的百分比与温度的依赖性如下表所示：
T,℃
40
60
80
歧化终止，％
50
59
70
计算：
（a）歧化终止与偶合终止的活化能差值；
（b）偶合终止为90％时的温度。
11、如果某引发剂的半衰期为4hr，那么反应12hr后，引发剂还剩余多少（百分比）没有分解？
12、 写出下列常用引发剂的分子式和分解反应式。
偶氮二异丁腈，偶氮二异庚腈，过氧化二苯甲酰，
异丙苯过氧化氢，过氧化羧酸叔丁酯，过硫酸钾-亚硫酸盐体系，过氧化氢-亚铁盐体系
13、 直接光引发和加光引发剂的光引发有什么不同？
14、据报道，过氧化二乙基的一级分解速率常数为1.0×1014e-35000cal/RTs-1，试预测这种引发剂的使用温度围。
15、 在稳态状态下，如果[M⋅]=1×10-11mol/L，那么在30、60、90分钟后，[M⋅]分别等于多少？
16、何为自动加速作用？
其出现的根本原因是什么？
17、阻聚作用与缓聚作用的定义，常见阻聚剂有哪几种类型？
它们的阻聚机理有什么不同？
18、单体溶液浓度为0.20mol/L，过氧化物引发剂浓度为4.0×10-3mol/L，在60℃下加热聚合，问需多长时间能达到50％的转化率？
计算时采用如下数据：
kp=145L/mol⋅s，kt=7.0×107L/mol⋅s，f=1，引发剂半衰期为44hr。
19、用引发剂W在60℃下热引发单体Z（单体浓度8.3mol/L）进行本体聚合，得到下列数据：
Rp×103,mol/L⋅s
0.0050
8350
0.
5550
0.020
3330
0.050
1317
0.10
592
0.15
358
若试验证明Rp=4.0×10-4[I]1/2，请计算CM，kp/kt1/2和fkd的值。
在聚合中，向引发剂链转移重要吗？
如果重要，请简述怎样计算CI。
20、氧化还原体系Ce4+-醇可以引发自由基聚合：
链增长反应为：
这里Mn⋅是聚合度为n的大分子自由基，主要的终止反应为：
运用稳态假设，推导聚合速率的表达式，引发效率f，并假设链增长反应是唯一消耗大量单体的反应。
21、动力学链长与平均聚合度有何关系？
链转移反应对之有何影响？
22、当十二烷基硫醇加入到苯乙烯中，引起聚苯乙烯聚合度下降，但聚合速率却基本没有改变，请解释原因。
23、苯乙烯在过氧化二特丁基的引发下聚合，聚合温度60℃，用苯作溶剂。
引发剂浓度为0.01mol/L，苯乙烯浓度为1.0mol/L，初始引发速率和聚合速率分别为4.0×10-11mol/L⋅s和1.5×10-7mol/L⋅s，试计算fkd的值，计算初期动力学链长和初期聚合度。
计算时采用如下数据：
CM=8.0×10-5CI=3.2×10-4CP=1.9×10-4CS=2.3×10-6
60℃下苯乙烯密度为0.887g/ml
60℃下苯的密度为0.839g/ml
24、苯乙烯在紫外线辐射下进行本体聚合，在27℃下，初始聚合速率和聚合度分别为1.0×10-3mol/L⋅s和200，那么在77℃下，聚合速率和聚合度分别是多少？
25、自由基聚合中，在某一反应温度、单体浓度、引发剂起始浓度、反应时间下的转化率如下表所示：
实验
温度，℃
[M]，mol/L
[I]×103，mol/L
反应时间，min
转化率，%
1
60
1.00
2.5
500
50
2
80
0.50
1.0
700
75
3
60
0.80
1.0
600
40
4
60
0.25
10.0
?
50
若反应遵循公式，试计算实验4中，达到50％转化率时所需的反应时间，并计算总活化能。
26、100升甲基丙烯酸甲酯与10.2摩尔引发剂在60℃下反应。
（a）在这个聚合中动力学链长是什么？
（b）在反应最初5小时，生成多少聚合物？
kp＝5.5L/mol⋅s，kt＝25.5×106L/mol⋅s，单体密度=0.94g/cm3，引发剂半衰期t1/2＝50hrs，f＝0.3
27、本体聚合和乳液聚合的聚合动力学有什么不同？
28、根据共聚物大分子中不同结构单元间的连接顺序和数量分类，共聚物可分为几类？
它们的结构有什么不同？
29、根据共聚物的命名原则，共聚物名称中不同单体的先后顺序是怎样规定的？
30、何为共聚物组成？
共聚物组成与那些因素有关？
31、分别用动力学及几率法推导二元共聚物组成微分方程式（4-22），进一步用比例法推导出F1=f（f1）关系式（4-25）。
32、写出竞聚率的定义方法及意义。
33、二元共聚、有前末端效应的二元共聚和三元共聚的增长反应、竞聚率、稳态处理有何不同？
34、二元共聚当r1=r2=1,r1=r2=0,r1>0,r2=0等特殊情况下d[M1]/d[M2]=f（[M1]/[M2]）,
F1=f（f1）的函数关系如何？
35、根据二元共聚的竞聚率分类，可将共聚行为分为几类？
各种共聚行为的竞聚率及共聚物
组成曲线有何不同？
36、 氯乙烯（M1）—醋酸乙烯酯（M2）60℃自由共聚，r1=1.68,r2=0.23.绘出上述单体共聚的共聚物组成曲线，并求出当醋酸乙烯酯的浓度为15%（质量分数）时，对应的共聚物组成F1为多少？
37、 苯乙烯（M1）与（M2）甲基丙烯酸甲酯共聚。
60℃自由基共聚，r1=0.52,r2=0.46。
（1）由r1、r2数值讨论该聚合反应属何种共聚？
所得何种共聚物？
画出共聚物组成曲线示意图。
（2）若f1=0.2，求低转化率时聚合物中苯乙烯的摩尔分数。
（3）若想得到共聚物组成F1=0.53的共聚物且保持不变，则单体组成应如何控制？
（4）若想得到共聚物组成F1=0.6的均匀共聚物，应采取何种方法？
38、 甲基丙烯酸甲酯与1,3-丁二烯在60℃下进行自由基共聚，r1=0.25,r2=0.91。
（1）若起始配料比为35/65（重量比），问是否得到组成基本均匀的共聚物？
（2）该共聚物中两单体的摩尔比为多少？
（3）在何种单体摩尔配比投料条件下，可得到组成基本均匀的共聚物？
39、 氯丁二烯（M1）与（M2）在50℃共聚，r1=3.41,r2=0.。
若想得到共聚物组成为氯丁二烯/丁二烯等于30/70（重量比）的均匀共聚物；
（1）应采取何种措施达到此目的？
（2）计算料液中两单体的摩尔比。
40、 甲基丙烯酸甲酯（M1）与丙烯晴（M2）进行自由基共聚，已知r1=1.22,r2=0.15,两单体均聚的链增长速率常数分别为706L（mol·s）和1960L（mol·s）。
（1）求共聚反应速率常数K12和K21。
（2）比较哪种单体消耗快。
（3）用何种方法才能制得组成均匀的共聚物。
40、指出下列单体（M1）与丁二烯（M2）交替共聚趋势的增加顺序，并说明原因。
（1）氯乙烯（r1·r2=0.31）
（2）苯乙烯（r1·r2=0.78）
（3）丙烯睛（r1·r2=0.006）
（4）甲基丙烯酸甲酯（r1·r2=0.19）
42、已知单体（M1）和单体（M2）的Q、e值，试根据Q、e值判断两单体属于何种共聚，并画出相应的共聚物组成曲线。
（1）e1=e2Q1>Q2
（2）e1=e2Q1=Q2
43、 由试验测得丙烯酸（M1）与丙烯睛（M2）共聚时，其原料中单体含量和瞬间共聚物中单体含量如下：
原料中单体M1%（质量分数）
20
25
50
60
70
80
共聚物中单体M1%（质量分数）
25.5
30.5
59.3
69.5
78.5
86.4
任选一种方法求出单体的竞聚率。
44、 将单体（M1）与单体（M2）共聚，在低转化率下测得如下数据：
原料中单体M1%（摩尔分数）
40
60
共聚物中单体M1%（摩尔分数）
57
75
若M1与M2等摩尔配比，共聚物组成如何？
45、 某一共聚体系r1=5,r2=0.2,当单体浓度比[M1]/[M2]分别为0.2、0.4、0.6、0.8时，对应的共聚物中每种单体的数均序列长度为何值？
单体数均序列长度比为何值？
两种对应的共聚物组成d[M1]/d[M2]为何值？
两种对应的共聚物组成d[M1]/d[M2]为何值？
通过上述计算你的结论是什么？
46、丙烯睛、苯乙烯和丁二烯三元溶液共聚，起始浓度分别为0.47mol/L、0.47mol/L、0.46mol/L，求三元共聚物的起始浓度。
47、写出用下列单体合成聚合物的化学反应方程式，并命名反应物和产物。
（1）HO（CH2）2OH+HOOC（CH2）4COOH
48、当下列单体与脂肪酸发生反应时，哪些（个）能得到聚合物：
（1）乙醇；
（2）乙二醇；
（2）二缩乙二醇；（4）苯胺；（5）乙二胺。
49、如果酯交换反应的官能团反应程度是0.99999，那么生成聚酯的DP是多少？
50、先在下列各题中解释所涉及的名词，然后分析以下各题中所给的概念对之间的联系。
（1）反应程度与转化率
（2）平均官能度与凝胶点
（3）界面缩聚与混缩聚
（4）固相缩聚与熔融缩聚
（5）均缩聚与混缩聚
（6）线形缩聚与成环缩聚
（7）逐步性与平衡性
（8）官能团等活性与速率常数
（9）减压缩聚与缩聚平衡
（10）链交换反应与缩聚物的聚合度分布
51、如果A0和k的值是10mol/L和10-3L•mol-1•S-1则要获得DP=37的聚合物需要多长时间？
52、聚合物的化学反应有哪些特征？
与低分子化学反应有什么区别？
53、试分析（聚合物化学反应中）影响大分子链上官能团反应能力的主要因素。
54、写出以乙酸乙烯酯为单体，合成维尼龙纤维的各步反应式。
55、何谓聚合物的相似转变，试举例说明工业上的意义与应用。
56、试分析比较下列聚合物的交联目的与交联方法。
（1）丙二醇与顺丁烯二酸酐合成的聚酯；
（2）顺式-1,4-聚异戊二烯；
（3）聚乙烯；
（4）环氧树脂；
（5）线型酚醛树脂（酸催化）。
57、简述下列聚合的合成方法：
（1）聚丁二烯接上苯乙烯链（抗冲PE）；
（2）SBS嵌段共聚物；
（3）聚乙烯的氯化反应；
（4）以聚苯乙烯合成离子交换树脂；
（5）ABS树脂。
58、解释下列名词：
邻近基团效应；几率效应；扩链；交联；降解；老化；光稳定剂；抗氧剂。
59、聚合物的热降解有哪几种类型？
与聚合物结构有什么关系？
PMMA、PE及PVC的热降解产物各是什么？
60、什么叫抗氧剂？
按照作用机理的不同，抗氧剂可分为哪几类？
61、聚碳酸酯及聚酯等杂链聚合物在成型加工（或纺丝）前都要进行干燥除水，为什么？
62、设计一种主链为乙烯丙烯交替共聚物的高分子。
63、举例说明高分子试剂、高分子催化剂、高分子基质有何不同。
64、试用高分子设计方法，设计制备一种功能高分子并写出制备方法。
65、解释下列概念或名词
1．配位聚合：
2．热塑性聚合物：
3．链转移：
4．分子量分布指数：
5．竟聚率：
6．引发效率：
7．动力学链长：
8．本体聚合：
9．缩聚反应：
10．自由基等活性理论：
11.聚合度;
12.热固性：
13.悬乳聚合：
14.凝胶效应：
15.阻聚剂;
16.自由基的稳态处理：
17.自由基寿命：
18.嵌段共聚物
19.均聚物
20.共聚物
21.加聚反应
22.分子量分布曲线
23.玻璃化温度
24.粘流温度
25.笼蔽效应
26.热引发聚合
27.自动加速现象
28.链转移剂
29.分子量调节剂
30.聚合上限温度
31.接枝共聚物
32.共聚物组成方程
33.乳液聚合
34离子聚合
35立体异构现象
36立构规整度
37凝胶点
38基团的转化程度
39功能高分子
40聚合物的老化
1．设聚合物样品中含有各1moL的103、104、105分子量的组分，计算聚合物的三种平均分子量，并比较它们的大小。
解：
1/3（103+104+105）=
6.什么叫热塑性？
什么叫热固性？
试举例说明。
热塑性是指一般线性或支链型聚合物具有的可反复加热软化或熔化而再成型的物质。
聚乙烯、聚氯乙烯等聚合物具有热塑性。
热固性是指交联聚合物一次成型后，加热不能再软化或熔化而重新成型的性质。
如环氧乙烷、酚醛树脂成型后的产物。
1、举例加以说明。
设
为聚合物的分子量，
为重复单元的分子量，
为聚合度（以重复单元数表征），则
。
若
为聚合度（以结构单元数表征的）；
为结构单元的分子量，则，
。
计算应时注意：
（1）以重复单元数表征的聚合度
常用于连锁聚合物中，其重复单元是结构单元之和。
例如：
以下交替共聚物中有两个结构单元：
（2）以结构单元数表征的平均聚合度常用于缩聚物。
对混缩聚物
，其结构单元的平均分子量
2、写出下列单体形成聚合物的反应式。
指出形成聚合物的重复单元、结构单元、单体单元和单体，并对聚合物命名，说明属于何类聚合反应。
3、
1、简要解释下列名词，并指出它们之间的异同点。
（1）
本体聚合；
气相聚合；
固相聚合；
熔融缩聚。
（2）
悬浮聚合；
乳液聚合；
界面聚合；
（3）
溶液聚合；
淤浆聚合；
均相聚合；
沉淀缩聚。
（1）
本体聚合：
不加任何其他介质（如溶剂、稀释剂或分散介质），仅是单体在引发剂、热、光或辐射源作用下引发的聚合反应。
气相聚合：
只用极少量稀释剂做催化剂的分散介质，并在单体沸点以上的温度下聚合，称为气相聚合。
固相聚合：
固体（或晶相）单体在启熔点一下发生的聚合反应，或是在单体熔点以上但在形成的聚合物的熔融温度以下进行的聚合反应。
前者是“真正”固相聚合，实质上它也是不添加其它介质的本体聚合。
熔融缩聚：
聚合温度不仅高于参与聚合的单体的熔点，而且还常比形成的聚合物的熔融温度高出10——20%，整个聚合体系始终处于熔融状态，称熔融聚合；由于它常是固体的官能单体的缩聚。
这种聚合除有时加入少量催化剂外，一般均不加任何稀释介质，所以实质上它也是本体聚合。
（2）
悬浮聚合：
借助机械搅拌和悬浮剂的作用，使油溶性单体以小液滴悬浮在水介质中，形成稳定的悬浮体进行聚合。
乳液聚合：
借助机械搅拌和乳化剂的作用，使单体分散在水或非水介质中形成稳定的乳液而聚合的反应。
它在形式上和悬浮聚合同属非均相聚合体系，但是由于乳液聚合有胶束存在，使其聚合机理和胶和反应特征均和悬浮聚合显著不同。
界面聚合：
两种单体分别溶于互不相溶的溶液中，随后把两种单体溶液倒在一起，在两相界面上发生的快速缩聚反应。
其特点是：
使用活泼单体，反应速度极快，两种单体的配比和纯度要求不严格；大都是不可逆反应（区别于平衡缩聚）；缩聚反应可在静止的界面上，也可在搅拌下进行。
它也是非均相聚合体系，但聚合场所既不是悬浮小液滴，也不是在胶束中，而是在互不相溶的两相界面上发生。
（3）
溶液聚合：
单体和引发剂溶于适当溶剂中进行的聚合反应。
大多数情况下，生成的聚合物也溶于同一溶剂，整个聚合过程呈均相溶液。
淤浆聚合：
催化剂和形成的聚合物均不溶于单体和溶剂
均相聚合：
沉淀缩聚：
2、乳液聚合的一般规律是：
初期聚合速率随聚合时间的延长而逐渐增加，然后进入恒速聚合。
之后，聚合速率逐渐下降。
试从乳液聚合机理和动力学方程分析发生上述现象的原因。
3、乳液聚合丁苯橡胶有冷、热胶之分。
试分别例举一种引发剂体系和聚合条件。
单体转化率通常控制在60%左右，为什么？
聚合时如何调节聚合物颗粒的大小？
4、塑料和树脂有无区别？
工业上常遇到一些简化名称如：
“聚氯”，“聚乙”，“聚苯”，“聚碳”，“塑料王”，“电木”，和“电玉”等，它们分别指何种聚合物（和树脂）？
5、单体（如苯乙烯）在储存和运输过程中，常需加入阻聚剂。
聚合前用何法除去阻聚剂？
若取混有阻聚剂的单体聚合，将会发生什么后果。
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