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1、第四章习题答案精品课程建设网湖州师范学院说课讲解第五章 聚合方法一、名称解释1. 自由基聚合实施方法(Process of Radical Polymerization)：主要有本体聚合，溶液聚合，乳液聚合，悬浮聚合四种。 2. 离子聚合实施方法：主要有溶液聚合，淤浆聚合。3. 逐步聚合实施方法：主要有熔融聚合，溶液聚合，界面聚合。4. 本体聚合：本体聚合是单体本身、加入少量引发剂（或不加）的聚合。5. 悬浮聚合：悬浮聚合一般是单体以液滴状悬浮在水中的聚合，体系主要由单体、水、油溶性引发剂、分散剂四部分组成。6. 悬浮作用：某些物质对单体有保护作用，能降低水的表面张力，能使水和单体的分散体系变

2、为比较稳定的分散体系，这种作用称为悬浮作用。7. 本体聚合：本体聚合是单体本身、加入少量引发剂（或不加）的聚合。8. 溶液聚合：是指单体和引发剂溶于适当溶剂的聚合。9. 乳液聚合：是单体在水中分散成乳液状而进行的聚合，体系由单体、水、水溶性引发剂、水溶性乳化剂组成。10. 分散剂：分散剂大致可分为两类，（1）水溶性有机高分子物，作用机理主要是吸咐在液滴表面，形成一层保护膜，起着保护人用，同时还使表面（或界面）张力降低，有利于液滴分散。（2）不溶于水的无机粉末，作用机理是细粉吸咐在液滴表面，起着机械隔离的作用。11. 乳化剂：常用的乳化剂是水溶性阴离子表面活性剂，其作用有：（1）降低表面张力，使

3、单体乳化成微小液滴，（2）在液滴表面形成保护层，防止凝聚，使乳液稳定，（3）更为重要的作用是超过某一临界浓度之后，乳化剂分子聚集成胶束，成为引发聚合的场所。12. 胶束：当乳化剂浓度超过临界浓度（CMC）以后，一部分乳化剂分子聚集在一起，乳化剂的疏水基团伸身胶束回部，亲水基伸向水层的一种状态。13. 临界胶束浓度：乳化剂开始形成胶束时的浓度称为临界胶束浓度，简称CMC。14. 亲水亲油平衡值（HLB）：该值用来衡量表面活性剂中亲水部分和亲油部分对水溶性的贡献，该值的大小表表亲水性的大小。15. 胶束成核：在经典的乳液聚合体系中，由于胶束的表面积大，更有利县城捕捉水相中的初级自由基和短链自由基，

4、自由基进入胶束，引发其中单体聚合，形成活性种，这就是所谓的胶束成核。16. 均相成核：又称水相成核，当选用水溶性较大的单体，溶于水的单体被引发聚合成的短链自由基将含有较多的单体单元，并有相当的亲水性，水相中多条这样较长的短链自由基相互聚集在一起，絮凝成核，以此为核心，单体不断扩散入内，聚合成乳胶粒，这个过程即为均相成核。二、选择题1. 有机玻璃板材是采用_A_A 本体聚合 B 溶液聚合 C 悬浮聚合 D 乳液聚合2. 典型乳液聚合中，聚合场所在_B_A单体液滴 B胶束C水相 D油相3. 乳液聚合和悬浮聚合都是将单体分散于水相中，但是聚合机理不同，这是因为（ A ）A. 聚合场所不同 B. 聚合

5、温度不同 C. 搅拌速度不同 D. 分散剂不同4. 能提高聚合物的分子量而不降低聚合物反应速率的是( B )A本体聚合B乳液聚合C悬浮聚合D溶液聚合5. 乳液聚合的第二个阶段结束的标志是（B） A、胶束的消失 B、单体液滴的消失 C、聚合速度的增加 D、乳胶粒的形成 6. 自由基聚合实施方法中，使聚合物分子量和聚合速率同时提高，可采用（A）聚合方法 A、乳液聚合 B、悬浮聚合 C、溶液聚合 D、本体聚合 7. 要生产透明浅色产品，分子量分布较宽常采用的方法有（A） A 、本体聚合 B、 溶液聚合 C 、悬浮聚合 D、 乳液聚合 8. 工业上合成涤纶树脂可采用（ A）聚合方法。 A、熔融缩聚 B

6、、界面缩聚 C、溶液缩聚 D、固相缩聚 9. 高分子材料化学实验加热时常采用油浴加热，其适用的温度范围是（C） 。 A、50以下 B、100以下 C、100-250 D、250-300 10. 不溶于水的单体以小液滴状态在水中进行的聚合反应称为（ C） 。 A、乳液聚合 B、溶液聚合 C、悬浮聚合 D、本体聚合11. 乳液聚合反应进入恒速阶段的标志是(D )、 A、单体液滴全部消失 B、体系粘度恒定 C、引发剂消耗一半 D、胶束全部消失 12. 下列实施方法中，对单体官能团比例及单体纯度要求不高的是（C ） 。 A、熔融缩聚 B、溶液缩聚 C、界面缩聚 D、固相缩聚 13. 某工厂用 PVC

7、为原料制搪塑制品时，从经济效果和环境考虑，他们决定用（C）方法 生产 PVC。 A、本体聚合 B、悬浮聚合 C、乳液聚合 D、溶液聚合 14. 乳液聚合中引发剂是（B） 。 油溶性 B、 水溶性 C、 两性结构 D、 十二烷基硫酸钠15 合成橡胶通常采用乳液聚合反应，主要是因为乳液聚合（C ） A、不易发生凝胶效应 B、散热容易 C、易获得高分子量聚合物 D、以水作介质价廉无污染 16. 烯类单体在悬浮或本体聚合中，存在自动加速效应时，将导致（D）A聚合速率和相对分子质量同时降低；B聚合速率增加，但相对分子质量减低；C产生凝胶；D聚合速率和相对分子质量同时增加而相对分子质量分布变宽17本体聚合

8、至一定转化率时会出现自动加速现象，此时体系中的自由基浓度和寿命的变化规律是（A）AM增加，时间延长；BM增加，时间缩短；CM减短，时间延长18 在一定温度下用本体热聚合的方法制备聚苯乙烯时，加入硫酸后产物的相对分子质量会（C）A增大；B减小；C不变19 在乳液聚合反应速率和时间的关系曲线上，一般存在加速恒速降速三个阶段，出现恒速和降速这一转变时，不同单体的转化率不同，其中转化率最高的单体是（D）A乙酸乙烯酯B甲基丙烯酸甲酯C丁二烯D氯乙烯20 乳液聚合反应进入恒速阶段的标志是（C）A单体液滴全部消失B体系粘度恒定C胶束全部消失D引发剂消失三、简答题1. 解释名词：悬浮聚合、种子乳液聚合、核壳聚

9、合。并指出它们的异同点或优缺点。悬浮聚合悬浮聚合是借助机械搅拌和悬浮剂的作用，使油溶性单体以小液滴（一般0.052mm）悬浮在水介质中，形成稳定的悬浮体进行的聚合。优点：（i）聚合热易扩散，聚合反应温度易控制，聚合产物分子量分布窄；（ii）聚合产物为固体珠状颗粒，易分离、干燥。缺点：（i）存在自动加速作用；（ii）必须使用分散剂，且在聚合完成后，很难从聚合产物中除去，会影响聚合产物的性能（如外观、老化性能等）；（iii）聚合产物颗粒会包藏少量单体，不易彻底清除，影响聚合物性能。种子乳液聚合种子乳液聚合是先将少量单体按一般入夜聚合法制得种子胶乳（50150nm），然后将少量种子胶乳（1%3%）加

10、入正式乳液聚合的配方中。种子聚合的目的是为了增大M/P乳胶粒子的粒径。它的优点是可以增大粒径、制备接近但分散的粒子；另外，加入粒径不同的第一代和第二代种子乳胶可形成双粒分布的胶乳核壳聚合若种子聚合使用某种单体，后继正式聚合用另一种单体，则形成核壳结构的乳胶粒1）软核硬壳：可合成工厂塑料或抗冲击性改性剂，如ABS塑料2）硬核软壳：软壳可调节最低成膜温度，主要用作涂料；影响因素除单体的加料顺序外，还与单体亲水性有关2. 比较自由基聚合的四种聚合方法。实施方法本体聚合溶液聚合悬浮聚合乳液聚合配方主要成分单体、引发剂单体引发剂、溶剂单体、引发剂、分散剂、水单体、引发剂、乳化剂、水聚合场所单体内溶剂内液

11、滴（单体）内胶束内聚合机理自由基聚合一般机理，聚合速度上升聚合度下降容易向溶剂转移，聚合速率和聚合度都较低类似本体聚合能同时提高聚合速率和聚合度生产特征设备简单，易制备板材和型材，一般间歇法生产，热不容易导出传热容易，可连续生产。产物为溶液状。传热容易。间歇法生产，后续工艺复杂传热容易。可连续生产。产物为乳液状，制备成固体后续工艺复杂产物特性聚合物纯净。分子量分布较宽。分子量较小，分布较宽。聚合物溶液可直接使用较纯净，留有少量分散剂留有乳化剂和其他助剂，纯净度较差3. 简述理想乳液聚合体系的组分、聚合前体系中的三相和聚合的三个阶段的标志？理想乳液聚合体系是由难溶于水的单体、介质水、水溶性引发剂

12、和阴离子型乳化剂四部分组成。聚合前体系中有三相：水相、油相和胶束相。乳液聚合三个阶段的标志：乳胶粒生成期(增速期)：水溶性引发剂，在水相中分解成初级自由基，可使溶于水中的单体迅速引发，形成单体自由基或短链自由基，并进入增溶单体的胶束中继续进行链增长。未增溶单体的胶束消失，乳胶粒数目固定（101415），聚合转化率从0达15%。恒速期：聚合反应在乳胶粒中继续进行链增长，乳胶粒中的单体不断消耗，由单体液滴经水相不断扩散而加以补充。单体液滴仍然起供应单体的仓库的作用，至单体液滴消失。由于乳胶粒数目固定，其中单体浓度恒定，聚合速率恒定。此时，乳胶粒中单体和聚合物各点一半，称为单体-聚合物乳胶粒，聚合转

13、化率从15% 达50%。降速期：当转化率达50%左右时，单体液滴全部消失，单体液滴中单体全部进入乳胶粒，形成单体-聚合物乳胶粒。单体液滴的消失标志着聚合的第二阶段的结束和第三阶段的开始，此时再无单体补充，聚合只能消耗单体-聚合物乳胶粒中的单体，随聚合反应的进行，单体浓度的降低，聚合速率降低，直至单体耗尽，聚合结束，最后形成聚合物乳胶粒。4. 氯乙烯悬浮聚合时，选用半衰期适当（t1/2=1.5h2.0h）的引发剂或复合引发剂，基本上接近匀速反应，为什么？氯乙烯聚合体系为沉淀聚合体系。聚氯乙烯(PVC)在氯乙烯中虽不溶解，但能够溶胀,聚合初期包裹程度不深,加上PVC大分子生成的主要方式是PVC链自

14、由基向氯乙烯单体的转移反应,如果选用半衰期t1/2较大的低活性引发剂,转化率要到70%左右时,自动加速现象才表现的最显著；如果选用半衰期限适当（t1/2=1.5h2.0h）低活性和高活性复合引发剂, 使正常速率的衰减刚好能与自动加速互补,则可接近匀速反应。5. 乳化剂不参加聚合反应，但它的存在对聚合反应有很大影响，为什么?乳化剂虽不参加反应，但能形成胶束，参与形成乳胶粒。而乳胶粒是乳液聚合反应的场所。根据乳液聚合动力学方程可知，乳化剂用量大，形成的乳胶粒数N多，聚合反应速率快，聚合物的平均聚合度大。6. 本体法制备有机玻璃板和通用级聚苯乙烯，比较过程特征，说明如何解决传热问题、保证产品品质。

15、答：本体法制备有机玻璃板过程中，有散热困难、体积收缩、产生气泡诸多问题；本体法制备通用级聚苯乙烯存在散热问题。前者采用预聚合、聚合和高温处理三阶段来控制；后者采用预聚和聚合两阶段来克服。7. 悬浮聚合和微悬浮聚合在分散剂选用、产品颗粒特性上有何不同？答：悬浮聚合分散剂主要是水溶性高分子和不溶于水的无机粉末，而微悬浮聚合在分散剂是特殊的复合乳化体系，即由离子型表面活性剂和难溶助剂组成；悬浮聚合产品的粒度一般在50m2000m之间，而悬浮聚合产品的粒度介于0.2m1.5m之间。8苯乙烯和氯乙烯悬浮聚合在过程特征、分散剂选用、产品颗粒特性上有何不同？ 答：苯乙烯悬浮聚合的初始体系属于非均相，其中液滴小单元则属均相，最后形成透明小珠状，故有珠状（悬浮）聚合之称，而氯乙烯悬浮聚合中，聚氯乙烯将从单体液滴中沉析出来，形成不透明粉状产物，故可称作沉淀聚合或粉状（悬浮）聚合。聚苯乙烯要求透明，选用无机分散剂为宜，因为聚合结束后可以用稀硫酸洗去，而制备聚氯乙烯可选用保护能力和表面张力适当的有机高分子作分散剂，有时可添加少量表面活性剂。聚苯乙烯