高分子第一二四章习题.docx

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高分子第一二四章习题

高分子第一、二、四章习题

第一章习题（绪论）

1—1、求下列混合物的数均分子量、质均分子量和分子量分布指数。

a、组分A：

质量=10g，分子量=30000；b、组分B：

质量=5g，分子量=70000；

c、组分C：

质量=1g，分子量=100000

第2章习题（缩聚与逐步聚合）

2—1、通过碱滴定法和红外光谱法，同时测得21.3g聚己二酰己二胺试样中含有2.5010-3mol羧基。

根据这一数据，计算得数均分子量为8520。

计算时需作什么假定？

如何通过实验来确定的可靠性？

如该假定不可靠，怎样由实验来测定正确的值？

上述计算时需假设：

聚己二酰己二胺由二元胺和二元酸反应制得，每个大分子链平均只含一个羧基，且羧基数和胺基数相等。

可以通过测定大分子链端基的COOH和NH2摩尔数以及大分子的摩尔数来验证假设的可靠性，如果大分子的摩尔数等于COOH和NH2的一半时，就可假定此假设的可靠性。

用气相渗透压法可较准确地测定数均分子量，得到大分子的摩尔数。

碱滴定法测得羧基基团数、红外光谱法测得羟基基团数

2—2、羟基酸HO-（CH2）4-COOH进行线形缩聚，测得产物的质均分子量为18,400g/mol-1，试计算：

a.羧基已经醌化的百分比b.数均聚合度c.结构单元数

2—5、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Mn的影响，求终止缩聚的反

应程度P。

（2）在缩聚过程中，如果有0.5%（摩尔分数）的丁二醇脱水成乙

烯而损失，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Mn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，求获同一Mn时所需的反应程度。

2—6、166℃乙二醇与乙二酸缩聚，测得不同时间下的羧基反应程度如下：

a.求对羧基浓度的反应级数，判断自催化或酸催化

b.求速率常数，浓度以[COOH]mol/kg反应物计，

解答：

当反应为外加酸催化反应时，有故有

由图可知1/（1-p）与t不成线性关系，故不为外加酸催化反应。

当该反应为自催化反应中的三级反应，则有

2—7、在酸催化和自催化聚酯化反应中，假定k`＝10-1kg·mol-1·min-1，k=10-3kg2·eq-2·min-l，[Na]0＝l0eq·kg-1（eq为当量），反应程度p＝0.2、0.4、0.6、0.8、0.9、0.95、0.99、0.995，

试计算：

（1）基团a未反应的概率[Na]/[Na]0；

（2）数均聚合度Xn；（3）所需的时间。

解从反应速率常数的单位可以得知酸催化为2级反应，自催化为3级反应。

不同反应程度下基团的未反应概率、数均聚合度及所需的反应时间根据下列公式计算，结果如下表所示。

（1）基团a未反应的概率：

[Na]/[Na]0＝1-p

2—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。

另在排除副产物水的条件下缩聚，欲得=100，问体系中残留水分有多少？

2—9、等摩尔二元醇和二元酸缩聚，另加醋酸1.5%，p=0.995或0.999时聚酯的聚合度多少？

2—10、尼龙1010是根据1010盐中过量的癸二酸来控制分子量，如果要求分子量为20000，问1010盐的酸值应该是多少？

（以mgKOH/g计）

2—13、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

（2）

2—14.分别按Carothers法和Flory统计法计算下列混合物的凝胶点：

（1）邻苯二甲酸酐：

甘油=1.50：

0.98

（2）邻苯二甲酸酐：

甘油：

乙二醇=1.50：

0.99：

0.002

（3）邻苯二甲酸酐：

甘油：

乙二醇=1.50：

0.500：

0.700

（2）

（3）

解：

NA0=NB0=3.0，A3中A基团数占混合物中A总数（

）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

2—18、制备醇酸树脂的配方为1.21mol季戊四醇、0.50mol邻苯二甲酸酐、0.49mol丙三羧酸[C3H5（COOH）3]，问能否不产生凝胶而反应完全？

（试用Carothers方程判定）

解：

根据配方可知醇过量

采用Carothers法计算时，由于羟基过量，故按照羧基进行计算，体系的平均官能度为：

该体系在反应中会产生凝胶，所以必须控制反应程度小于0.89时，不会产生凝胶。

第4章（自由基共聚合）

4—1、氯乙烯-醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯两对单体共聚，若两体系中醋酸乙烯酯和苯乙烯的浓度均为15%（质量分数），根据文献报道的竞聚率，试求共聚物起始组成。

已知:

氯乙烯-醋酸乙烯酯竞聚率为：

r1=1.68，r2=0.23。

甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯竞聚率为：

r1=0.46，r2=0.52。

解：

（1）从文献报道看：

氯乙烯-醋酸乙烯酯竞聚率为：

r1=1.68，r2=0.23。

由于共聚物组成中醋酸乙烯酯的质量分数为15%，氯乙烯的质量分数为85%，则相应的摩尔分数为：

因此起始时M1单元（氯乙烯）在共聚物中所占的质量分数为90.9%，所占的摩尔分数为93.2%

（2）从文献报道看：

甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯竞聚率为：

r1=0.46，r2=0.52。

由于共聚物组成中苯乙烯的质量分数为15%，则甲基丙烯酸甲酯的质量分数为85%，则相应的摩尔分数为：

因此起始时M1单元（甲基丙烯酸甲酯）在共聚物中所占的质量分数为76.4%，所占的摩尔分数为77.3%

4—2、甲基丙烯酸甲酯（M1）浓度=5mol/L，5-乙基-2-乙烯基吡啶浓度=1mol/L，竞聚率：

r1=0.40，r2=0.69。

（1）计算聚合共聚物起始组成（以摩尔分数计），

（2）求共聚物组成与单体组成相同时两单体摩尔配比。

即起始共聚物中，甲基丙烯酸甲酯的摩尔含量为72.5%。

因为，r1<1，r2<1，此共聚体系为有恒比共聚点的非理想共聚，在恒比共聚点上配料时，所得的共聚物组成与单体组成相同，

4—3、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95%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。