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高分子化学第二版答案

高分子化学第二版答案

【篇一:高分子化学(第四版)潘祖仁版课后习题答案】

. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义,以及它们之间的相互关系和区别。答:合成聚合物的原料称做

单体,如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯,缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。

在聚合过程中,单体往往转变成结构单元的形式,进入大分子链,

高分子由许多结构单元重复键接而成。在烯类加聚物中,单体单元、结构单元、重复单元相同,与单体的元素组成也相同,但电子结构

却有变化。在缩聚物中,不采用单体单元术语,因为缩聚时部分原

子缩合成低分子副产物析出,结构单元的元素组成不再与单体相同。如果用2种单体缩聚成缩聚物,则由2种结构单元构成重复单元。

聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子

量高达104-106的同系物的混合物。聚合度是衡量聚合物分子大小

的指标。以重复单元数为基准,即聚合物大分子链上所含重复单元

数目的平均值,以dp表示;以结构单元数为基准,即聚合物大分子

链上所含结构单元数目的平均值,以x

n

表示。

2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸

名词的的含义,以及它们之间的关系和

区别。

答:合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。聚

合物(polymer)可以看作是高分子(macromolecule)的同义词,也曾使用large or big molecule的术语。

从另一角度考虑,大分子可以看作1条大分子链,而聚合物则是许

多大分子的聚集体。

根据分子量或聚合度大小的不同,聚合物中又有低聚物和高聚物之分,但两者并无严格的界限,一般低聚物的分子量在几千以下,而

高聚物的分子量总要在万以上。多数场合,聚合物就代表高聚物,

不再标明“高”字。

齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物,属于低聚物的范畴。低聚物的含义更广泛一些。 4. 举例说明和区别:缩聚、聚加成和逐步聚合,加聚、开环聚合和连锁聚合。

答:按单体-聚合物组成结构变化,可将聚合反应分成缩聚、加聚、

开环聚合三大类;而按机理,可分成逐步聚合和连锁聚合两类。 1)缩聚、聚加成和逐步聚合

缩聚是官能团单体间多次缩合反应的结果,除了缩聚物为主产物外,还有低分子副产物产生,缩聚物和单体的元素组成并不相同。

逐步聚合是无活性中心,单体中不同官能团之间相互反应而逐步增长,每步反应的速率和活化能大致相同。大部分缩聚属于逐步聚合

机理,但两者不是同义词。

聚加成反应是含活泼氢功能基的亲核化合物与含亲电不饱和功能基

的亲电化合物之间的聚合。属于非缩聚的逐步聚合。

2)加聚、开环聚合和连锁聚合

加聚是烯类单体加成聚合的结果,无副产物产生,加聚物与单体的

元素组成相同。连锁聚合由链转移、增长、终止等基元反应组成,

其活化能和速率常数各不相同。多数烯类单体的加聚反应属于连锁

聚合机理。

环状单体?-键断裂后而聚合成线形聚合物的反应称作开环聚合。近

年来,开环聚合有了较大的发展,可另列一类,与缩聚和加聚并列。开环聚合物与单体组成相同,无副产物产生,类似加聚;多数开环

聚合物属于杂链聚合物,类似缩聚物。

5. 写出下列单体的聚合反应式,以及单体、聚合物的名称。

a. ch2=chf

a b c d

b. ch2=c(ch3)2????

c. ho(ch2)5cooh

e. nh2(ch2)6nh + hooc(ch2)4cooh

d.ch2-ch2

||

ch2-o

ch2=chf氟乙烯 -[-ch2-chf-]-n聚氟乙烯 ch2=c(ch3)2异丁烯 -[-

ch2-c(ch3)2-]-n聚异丁烯 ho(ch2)5cooh?-羟基己酸 -[-o(ch2)5co-

]-n聚己内酯

-[-ch2ch2ch2o-]-n ch2ch2ch2o丁氧环

聚氧三亚甲基└—-——──┘

e nh2(ch2)6nh己二胺+ -[-nh(ch2)6nhco(ch2)4co-]-n聚己二酰己

6. 合?

—a.[ch2=c(ch

—]n3)2

—b.[nh(ch

2)6nhco(ch

2)4co]—n2]n

答:

序号 a

—c.[nh(ch

2)5co]—n

—d.[ch2c(ch3)=chch

单体

ch2=c(ch3)2异丁烯

聚合物聚异丁烯

加聚、缩聚或开环聚合加聚

连锁、逐步聚合连锁

nh2(ch2)6nh2己二胺、hooc(ch2)4cooh己二酸 nh(ch2)5co己内酰胺└————┘

聚已二酰己二胺,尼龙66 尼龙6

缩聚开环

逐步

逐步(水或酸作催化剂)或连锁(碱作催化剂)连锁

d

ch2=c(ch3)-ch=ch2 聚异戊二烯加聚异戊二烯

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。

答:聚丙烯腈:丙烯腈ch2=chcn→

天然橡胶:异戊二烯ch2=c(ch3)-ch=ch2→

丁苯橡胶:丁二烯+苯乙烯ch2=ch-ch=ch2+ch2=ch-c6h5→ 聚甲醛:甲醛ch2o

3oh

ch3聚苯醚:2,6

二甲基苯酚

聚四氟乙烯:四氟乙烯cf

2=cf2→2

+o2

3och3

n

ch3cl-si-cl

ch3o-si

ch

n

3 聚二甲基硅氧烷:二甲基硅氧烷ch3

10. 什么叫玻璃化温度?橡胶和塑料的玻璃化温度有何区别?聚合物的熔点有什么特征?答:玻璃化温度及熔点是最重要的热转变温度。玻璃化温度是聚合物从玻璃态到高弹态的热转变温度。受外力作用,玻璃态时的形变较小,而高弹态时的形变较大,其转折点就是玻璃

化温度,可用膨胀计或热机械曲线仪进行测定。玻璃化温度是非晶

态塑料(如聚氯乙烯、聚苯乙烯等)的使用上限温度,是橡胶(如

顺丁橡胶、天然橡胶等)的使用下限温度。引入极性基团、位阻较

大的芳杂环和交联是提高玻璃化温度的三大途径。

熔点是晶态转变成熔体的热转变温度。高分子结构复杂,一般聚合

物很难结晶完全,因此往往有一熔融范围。熔点是晶态聚合物的使

用上限温度。规整的微结构、适当极性基团的引入都有利于结晶,

如低密度聚乙烯、等规聚丙烯、聚四氟乙烯、聚酰胺-66等。

在聚合物合成阶段,除平均分子量和分布外,玻璃化温度和熔点往

往是需要表征的重要参数。计算题

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 = 30 000;

b、组分b:质量 = 5g,分子量 = 70 000;

c、组分c:质量 = 1g,分子量 = 100 000 解:

数均分子量

m

n

?

m

?n

?

i

?nm?n

ii

i

?

?m?(m

i

i

/mi)

?38576

10/30000?5/70000?1/100000

质均分子量 m

w

?

10?5?1

?

?mm?m

ii

i

?

?w

i

m

i

?

10*30000?5*70000?1*100000

10?5?1

w

?46876

分子量分布指数m/m

n

=46876/38576 = 1.22

n

2. 等质量的聚合物a和聚合物b共混,计算共混物的m聚合物 a:m聚合物b:m

m

n

nn

和m

w

=35,000, m=15,000, m

2m

mm

nb

=90,000;

=300,000

?

mm

na

?21000

?

解:

m

w

?

m.m

wa

?m.m2m

wb

?195000

第2章缩聚与逐步聚合

计算题

1. 通过碱滴定法和红外光谱法,同时测得21.3 g聚己二酰己二胺试

样中含有2.50?10-3mol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?解:m

n

?

?m?n

ii

?

mi?21.3g,m

n

?

21.32.5*10

?3

?8520,?ni?2.5*10

3

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. 羟基酸ho-(ch2)4-cooh进行线形缩聚,测得产物的质均分子量为18,400 g/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xn 解:已知m根据x

w

?18400,m

w0

?100

得:p=0.989,故已酯化羧基百分数为98.9%。

w

?

mm

和x

w

?

1?p1?p

mm

wn

?1?p,mmm

n

?9251

xn?

n0

?

9251100

n

?92.51

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,试求数均聚合度解: p

x

、dp和数均分子量

0.500 2

0.800 5

m

n

,并作

x

n

-p关系图。

0.970 33.3

0.980 50

0.990 100

0.995 200

xn?

11?p

0.900 10 0.950 20

1 244

2.5 583

5 1148

10 2278

16.65 3781

25 5668

50 11318

n

dp=xn/2

100 22618

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x物水的条件下缩聚,欲得x解:x

n

。另在排除副产

n

?100,问体系中残留水分有多少?

?

1

11?p

?

?4

?

k

k?1?3

?

knw

?100

x

n

?

1?p

pnwmol/l

nw?4*10

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?

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,

nb?0.015mol

r?

nanb?2nb

,

?

22?2*0.015

?0.985

当p=0.995时,

xn?

1?r1?r?2rp1?r1?r?2rp

?

1?0.985

1?0.985?2*0.985*0.995

1?0.985

1?0.985?2*0.985*0.999

?79.88

当p=0.999时,

xn?

??116.98

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mg

koh/g计)

解:尼龙1010重复单元的分子量为338,则其结构单元的平均分子量m=169

x

n

?

20000169

?118.34

假设反应程度p=1,

xn?

1?r1?r?2rp

?

1?r1?r

,r?0.983

尼龙1010盐的结构为:nh3+(ch2)nh3ooc(ch2)8coo-,分子量为374。由于癸二酸过量,假设na(癸二胺)=1,nb(癸二酸)=1.0/0.983=1.0173,则酸值?

(nb?na)*m(koh)*2

na*m1010

?

(1.0173?1)*56*2

374

?5.18(mgkoh/g1010盐)

11. 己内酰胺在封管内进行开环聚合。按1 mol己内酰胺计,加有

水0.0205mol、醋酸0.0205mol,测得产物的端羧基为19.8 mmol,端氨基2.3mmol。从端基数据,计算数均分子量。解:nh(ch2)5co +h2o————ho-co(ch2)5nh-h └-------┘

0.0205-0.00230.0023

nh(ch2)5co +ch3cooh————ho-co(ch2)5nh-coch3 └-------

0.0205-0.0175 0.0198-0.0023 m=113

m

n

?

m

?

ni

?

1*113?17*0.0198?1*0.0023?43*0.0175

0.0198

?5762.2

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. 按统计法求凝胶点解:a、平均官能度: 1)甘油:f?

?2.4

3?2

2*2?4*1

?2.67 2)季戊四醇:f?

2?1

b、 carothers法: 1)甘油:pc?

3*2?2*3

?

22.42f?

?0.833 22.67

?0.749

2)季戊四醇:pc?c、flory统计法: 1)甘油:pc?

1

[r?r?(f?2)

1

1/2

?0.703,r?1,??1

?0.577,r?1,??1

2)季戊四醇:pc?

[r?r?(f?2)

1/2

16. aa、bb、a3混合体系进行缩聚,na0=nb0=3.0,a3中a基团

数占混合物中a总数(?)的10%,试求p=0.970时的x以及x=

200时的p。

n

n

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0.1 mol。

na2=1.35mol;na3=0.1mol;nb2=1.5mol

f?

x

nafa?nbfb?ncfc

na?nb?nc

?

22?pf

n

?

3?31.5?1.35?0.1

?2.034

n

当p=0.970时,x?

xn?200时,xn

?74

2?0.97*2.034

22

2?2.034p2?pf

2

p=0.973

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?解:根据配方可知醇过量。

f?

2*(0.5?*2?0.49*3)1.21?0.5?0.49

?2.245

pc?

2f

?0.89,所以必须控制反应程度小于0.89过不会产生凝胶。

第三章自由基聚合(这章比较重要)

思考题

2. 下列烯类单体适于何种机理聚合?自由基聚合、阳离子聚合还是

阴离子聚合?并说明原因。

ch2=chcl ch2=ccl2 ch2=chcn ch2=c(cn)2 ch2=chch3

ch2=c(ch3)2ch2=chc6h5cf2=cf2 ch2=c(cn)coor ch2=c(ch3)-

ch=ch2

答:ch2=chcl:适合自由基聚合,cl原子是吸电子基团,也有共轭

效应,但均较弱。 ch2=ccl2:自由基及阴离子聚合,两个吸电子基团。 ch2=chcn:自由基及阴离子聚合,cn为吸电子基团。

ch2=c(cn)2:阴离子聚合,两个吸电子基团(cn)。 ch2=chch3:配位聚合,甲基(ch3)供电性弱。 ch2=chc6h5:三种机理均可,

共轭体系。

cf2=cf2:自由基聚合,对称结构,但氟原子半径小。

ch2=c(cn)coor:阴离子聚合,取代基为两个吸电子基(cn及coor)ch2=c(ch3)-ch=ch2:三种机理均可,共轭体系。 3. 下列单体能否

进行自由基聚合,并说明原因。

ch2=c(c6h5)2 clch=chcl ch2=c(ch3)c2h5 ch3ch=chch3

ch2=chococh3 ch2=c(ch3)cooch3 ch3ch=chcooch3 cf2=cfcl 答:ch2=c(c6h5)2:不能,两个苯基取代基位阻大小。 clch=chcl:不能,对称结构。

ch2=c(ch3)c2h5:不能,二个推电子基,只能进行阳离子聚合。

ch3ch=chch3:不能,结构对称。

ch2=chococh3:醋酸乙烯酯,能,吸电子基团。

ch2=c(ch3)cooch3:甲基丙烯酸甲酯,能。

ch3ch=chcooch3 :不能,1,2双取代,位阻效应。 cf2=cfcl:能,结构不对称,f原子小。

计算题 1. 甲基丙烯酸甲酯进行聚合,试由?h和?s来计算77℃、127℃、177℃、227℃时的平衡单体浓度,从热力学上判断聚合能否正常进行。

解:由教材p64上表3-3中查得:甲基丙烯酸甲酯?h=-

56.5kj/mol,?s=-117.2j/mol k

1?h?

(??s) 平衡单体浓度:ln[m]e?rt

t=77℃=350.15k,ln[m]e?4.94*10-3mol/l

t=127℃=400.15k,ln[m]e?0.0558mol/l

?

【篇二:高分子化学(第五版)潘祖仁版课后习题答案】/p> 3. 写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯和天然

橡胶的结构式(重复单元)。选择其常用

5. 写出下列单体的聚合反应式,以及单体、聚合物的名称。

a. ch2=chf

b. ch2=c(ch3)2????

c. ho(ch2)5cooh

e. nh2(ch2)6nh + hooc(ch2)4

cooh

d.ch2-ch2||

ch2-o

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

—2=c(ch3)2—a.[ch]n——c.[nh(ch2)5co]n

——b.[nh(ch2)6nhco(ch2)4co]n—c(ch)=chch—d.[ch]

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。答:聚丙烯腈:丙烯腈ch2=chcn→

天然橡胶:异戊二烯ch2=c(ch3)-ch=ch2→

丁苯橡胶:丁二烯+苯乙烯ch2=ch-ch=ch2+ch2=ch-c6h5→ 聚甲醛:甲醛ch2o

3

聚苯醚:2,6二甲基苯酚

3

+o2

on

ch3

oh3

聚四氟乙烯:四氟乙烯cf2=cf2→2

ch3cl-si-cl

聚二甲基硅氧烷:二甲基硅氧烷

ch3

o-si

n

ch3

ch3

计算题

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 = 30 000;

b、组分b:质量 = 5g,分子量 = 70 000;

c、组分c:质量 = 1g,分子量 = 100 000 解:

数均分子量

nimimim??mn???

nnii(mi/mi)

?

10?5?1

?38576

10/30000?5/70000?1/100000

质均分子量

mw?

?

mm??wmm

i

i

i

i

i

10?30000?5?70000?1?100000

?46876

10?5?1

分子量分布指数

mw/mn=46876/38576 = 1.22

2. 等质量的聚合物a和聚合物b共混,计算共混物的n和w。聚合物 a:n=35,000, 聚合物b:n=15,000,

w =90,000; w=300,000

?21000

mn?

解:

2mmmna

?mmnb

mw?

m.mwa?m.mwb

?195000

2m

第2章缩聚与逐步聚合

计算题

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,求最终物水的条件下缩聚,欲得

xn。另在排除副产

xn?100,问体系中残留水分有多少?

解:

xn?

1

?k?1?3

1?p

xn?

1

?1?p

k

?pnwk

?100nw

nw?4*10?4mol/l

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?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,nbmol

?0.015

r?

nanb?2nb

,

?

2

?0.985

2?2*0.015

当p=0.995时,

xn?

1?r1?0.985

??79.88

1?r?2rp1?0.985?2*0.985*0.995

当p=0.999时,

xn?

1?r1?0.985

??116.98

1?r?2rp1?0.985?2*0.985*0.999

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mg

koh/g计)

解:尼龙1010重复单元的分子量为338,则其结构单元的平均分子量m=169

xn?

20000

?118.34

169

假设反应程度p=1,

xn?

1?r1?r

?,r?0.983

1?r?2rp1?r

尼龙1010盐的结构为:nh3+(ch2)nh3ooc(ch2)8coo-,分子量为374。由于癸二酸过量,假设na(癸二胺)=1,nb(癸二酸)=1.0/0.983=1.0173,则酸值?

(nb?na)?m(koh)?2(1.0173?1)?56?2

??5.18(mgkoh/g1010盐)

na?m1010374

第三章自由基聚合(这章比较重要)

思考题

2. 下列烯类单体适于何种机理聚合?自由基聚合、阳离子聚合还是阴离子聚合?并说明原因。

ch2=chcl ch2=ccl2 ch2=chcn ch2=c(cn)2 ch2=chch3

ch2=c(ch3)2ch2=chc6h5cf2=cf2 ch2=c(cn)coor ch2=c(ch3)-

ch=ch2

答:ch2=chcl:适合自由基聚合,cl原子的诱导效应是吸电子基团,但共轭效应却有供电性,两者相抵后,电子效应微弱。

ch2=ccl2:自由基及阴离子聚合,两个吸电子基团。

ch2=chcn:自由基及阴离子聚合,cn为吸电子基团,将使双键?电子云密度降低,有利于阴离子的进攻,对自由基有共轭稳定作用。

ch2=c(cn)2:阴离子聚合,两个吸电子基团(cn)。

ch2=chch3:配位聚合,甲基(ch3)供电性弱,难以进行自、阳、阴三种聚合,用自由基聚合只能得无定型蜡状物低、分子量,用阴

离子聚合只能得到低分子量油状物。 ch2=c(ch3)2 :阳离子聚合,

ch3 是供电子基团,与双键有超共轭。 ch2=chc6h5:三种机理均可,共轭体系?电子容易极化和流力。

cf2=cf2:自由基聚合,对称结构,但氟原子半径小,f体积小使四

取缔啊仍聚合。 ch2=c(cn)coor:阴离子聚合,取代基为两个吸电

子基(cn及coor),兼有共轭效应。 ch2=c(ch3)-ch=ch2:三种

机理均可,共轭体系。 3. 下列单体能否进行自由基聚合,并说明原因。

ch2=c(c6h5)2 clch=chcl ch2=c(ch3)c2h5 ch3ch=chch3

ch2=chococh3 ch2=c(ch3)cooch3 ch3ch=chcooch3 cf2=cfcl 答:ch2=c(c6h5)2:不能,两个苯基取代基位阻大小。 clch=chcl:不能,对称结构。

ch2=c(ch3)c2h5:不能,二个推电子基,只能进行阳离子聚合。

ch3ch=chch3:不能,结构对称。

ch2=chococh3:醋酸乙烯酯,能,吸电子基团。

ch2=c(ch3)cooch3:甲基丙烯酸甲酯,能。

ch3ch=chcooch3 :不能,1,2双取代,位阻效应。 cf2=cfcl:能,结构不对称,f原子小。

计算题

【篇三:第四版《高分子化学》思考题课后答案_潘祖

仁】

=txt>1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名

词的含义,以及它们之间的相互关系和区别。答:合成聚合物的原

料称做单体,如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯,缩聚中的己二胺

和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。

在聚合过程中,单体往往转变成结构单元的形式,进入大分子链,

高分子由许多结构单元重复键接而成。在烯类加聚物中,单体单元、结构单元、重复单元相同,与单体的元素组成也相同,但电子结构

却有变化。在缩聚物中,不采用单体单元术语,因为缩聚时部分原

子缩合成低分子副产物析出,结构单元的元素组成不再与单体相同。如果用2种单体缩聚成缩聚物,则由2种结构单元构成重复单元。

聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子

量高达104-106的同系物的混合物。聚合度是衡量聚合物分子大小

的指标。以重复单元数为基准,即聚合物大分子链上所含重复单元

数目的平均值,以dp表示;以结构单元数为基准,即聚合物大分子

链上所含结构单元数目的平均值,以

xn

表示。

2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸

名词的的含义,以及它们之间的关系和区别。

答:合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。聚

合物(polymer)可以看作是高分子(macromolecule)的同义词,也曾使用large or big molecule的术语。

从另一角度考虑,大分子可以看作1条大分子链,而聚合物则是许

多大分子的聚集体。

根据分子量或聚合度大小的不同,聚合物中又有低聚物和高聚物之分,但两者并无严格的界限,一般低聚物的分子量在几千以下,而

高聚物的分子量总要在万以上。多数场合,聚合物就代表高聚物,

不再标明“高”字。

齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物,属于低聚物的范畴。低聚物的含义更广泛一些。

3. 写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯和天然橡胶

的结构式(重复单元)。选择其常用分子量,计算聚合度。聚合物

聚氯乙烯聚苯乙烯涤纶

尼龙66(聚酰胺-66)聚丁二烯天然橡胶

聚合物

分子量/万

结构单元分子

dp=n

特征

结构式(重复单元)

-[-ch2chcl-]- n -[-ch2ch(c6h5)-]n

-[-och2ch2o?occ6h4co-]n -[-nh(ch2)6nh?co(ch2)4co-]n -[-

ch2ch=chch2 -]n -[ch2ch=c(ch3)ch2-]n

量/万

塑料聚氯乙烯聚苯乙烯纤维涤纶聚酰胺-66 橡胶顺-聚丁二烯

天然橡胶

5~15 10~30 1.8~2.3 1.2~1.8

25~30 20~40

62.5 104 60+132=192 114+112=226

54 68

800~2400 960~2900 (962~2885)

94~120 53~80 4600~5600 (4630-5556) 2900~5900 (2941-5882)

4. 举例说明和区别:缩聚、聚加成和逐步聚合,加聚、开环聚合和

连锁聚合。

答:按单体-聚合物组成结构变化,可将聚合反应分成缩聚、加聚、

开环聚合三大类;而按机理,可分成逐步聚合和连锁聚合两类。 1)缩聚、聚加成和逐步聚合

缩聚是官能团单体间多次缩合反应的结果,除了缩聚物为主产物外,还有低分子副产物产生,缩聚物和单体的元素组成并不相同。

逐步聚合是无活性中心,单体中不同官能团之间相互反应而逐步增长,每步反应的速率和活化能大致相同。大部分缩聚属于逐步聚合

机理,但两者不是同义词。

聚加成反应是含活泼氢功能基的亲核化合物与含亲电不饱和功能基

的亲电化合物之间的聚合。属于非缩聚的逐步聚合。

2)加聚、开环聚合和连锁聚合

加聚是烯类单体加成聚合的结果,无副产物产生,加聚物与单体的

元素组成相同。连锁聚合由链转移、增长、终止等基元反应组成,

其活化能和速率常数各不相同。多数烯类单体的加聚反应属于连锁

聚合机理。

环状单体?-键断裂后而聚合成线形聚合物的反应称作开环聚合。近

年来,开环聚合有了较大的发展,可另列一类,与缩聚和加聚并列。开环聚合物与单体组成相同,无副产物产生,类似加聚;多数开环

聚合物属于杂链聚合物,类似缩聚物。

5. 写出下列单体的聚合反应式,以及单体、聚合物的名称。

非极性,高分子量才赋予高弹性和强度

极性,低聚合度就有足够的强度

足够的聚合度,才能达到一定强度,弱极性要求较高聚合度。

a. ch2=chf

b. ch2=c(ch3)2????

c. ho(ch2)5cooh

e. nh2(ch2)6nh + hooc(ch2)4cooh

答:

序号

单体

d.ch2-ch2||

ch2-o

聚合物

a b c d

ch2=chf氟乙烯 ch2=c(ch3)2异丁烯 ho(ch2)5cooh?-羟基己酸ch2ch2ch2o丁氧环└—-——──┘

-[-ch2-chf-]-n聚氟乙烯

-[-ch2-c(ch3)2-]-n聚异丁烯 -[-o(ch2)5co-]-n聚己内酯 -[-

ch2ch2ch2o-]-n

聚氧三亚甲基

-[-nh(ch2)6nhco(ch2)4co-]-n聚己二酰己二胺(聚酰胺-66,尼龙66)

e nh2(ch2)6nh己二胺+ hooc(ch2)4cooh己二酸

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

——a.[ch]n2=c(ch3)2答:

——c.[nh(ch2)5co]n

—b.[nh(ch2)6nhco(ch2)4co]—n—d.[ch]n2c(ch3)=chch2—

连锁、逐步聚合

序号单体聚合物加聚、缩聚或开环聚合

a b

ch2=c(ch3)2异丁烯 nh2(ch2)6nh2己二胺、hooc(ch2)4cooh己二酸

聚异丁烯聚已二酰己二胺,尼龙66 尼龙6

加聚缩聚

连锁逐步

c nh(ch2)5co己内酰胺└————┘

开环逐步(水或酸作催化剂)或连锁(碱作催化剂)

d

ch2=c(ch3)-ch=ch2 异戊二烯

聚异戊二烯加聚连锁

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