《高聚物生产技术》习题集

《高聚物生产技术》习题集绪论习题1．什么是高聚物？请指出你见过或用过的高聚物。2．请简要指出三大合成材料之间的主要差别。3．命名下列高聚物。并写出其单体结构、单体名称、重复结构单元和结构单元。4．写出下列各对高聚物的聚合反应方程式，注意它们的区别。（1）聚丙烯酸甲酯和聚醋酸乙烯酯；（2）聚已二酰已二胺和聚已内酰胺；（3）聚丙烯腈和聚甲基丙烯腈。5．试写出下列单体得到线型高分子的重复结构单元的化学结构。并指出由单体形成对应高聚物的聚合反应类型。（1）α-甲基苯乙烯；（2）偏二氰基乙烯；（3）α-氰基丙烯酸甲酯；（4）双酚A＋环氧氯丙烷；（5）对苯二甲酸＋丁二醇；（6）已二酸＋已二胺。6．写出热固性高聚物与热塑性高聚物的主要区别。7．确定下列高聚物的名称，并按主链结构和几何形状进行分类。（4）第一章习题1．请写出自由基聚合反应的基本特点。2．请写出10种以用自由基聚合获得的高聚物。3．自由基产生于共价键化合物的哪种断裂形式？并指明自由基的特性。4．比较下列各组单体中进行自由基聚合反应的能力，为什么？5．写出以偶氮二异丁腈为引发剂，以氯乙烯为单体的聚合机理。6．比较下列自由基的活性，说明原因。并说明对自由基聚合起什么作用？7．画出自由基聚合反应的单体浓度、转化率、产物相对分子质量随时间的变化曲线。8．写出乙烯高压聚合时短支链产生的原因与形式。9．指明影响引发剂引发效率的原因。10．在自由基聚合时，如何合理选择引发剂？其中高低活性引发剂并用的优点是什么？11．用碘量法测定60℃下引发剂DCPD的分解速率，引发剂初始浓度为0.0754mol/L。经过0.2、0.7、1.2、1.7小时后，测得DCPD的浓度分别为0.0660、0.0484、0.0334、0.0228mol/L。求该温度下，DCPD的分解速率常数和分解半衰期。12．60℃时苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、氯乙烯分别进行自由基聚合，终止方式有何不同？对产物相对分子质量有何影响？13．说明自由基聚合反应中链转移的形式及对反应的影响。14．推导自由基聚合动力学方程时，作了哪些基本假定？聚合速率与引发剂浓度平方根成正比，是由哪一种机理造成的？这一关系的局限性怎样？15．动力学链长如何定义的？与平均聚合度的关系如何？16．试讨论温度、压力对自由基聚合的影响。17．说明在自由基聚合反应中，为什么聚合物链中单体单元大部分按头尾相连为主。18．说明单体中存在的杂质类型与形成的原因，并指出在聚合前如何处理？19．画出自由基聚合时的聚合速率变化曲线，并阐明各阶段的产生原因。20．写出氯乙烯自由基聚合时，为什么产物的相对分子质量与引发剂的浓度无关，而只取决于聚合温度？并计算下列温度分别为45、50、55、60℃下的聚氯乙烯的平均相对分子质量。21．说明影响自由基聚合反应产物平均聚合度的因素。22．用过氧化二苯甲酰为引发剂，试比较温度从50℃增至60℃以及从80℃增至90℃时，总聚合速率常数和相对分子质量变化的情况。23．以过氧化二特丁基作为引发剂，在60℃下研究苯乙烯在苯中聚合。若苯乙烯溶液浓度为1.0M，引发剂浓度为0.01M，引发和聚合的初期聚合速率分别为4.0×10－11和1.5×10－7mol/L。计算(fkd)、初期聚合度、初动力学链长。计算时的数据如下：Cm=8.0×10-5，CI=3.2×10-4，CS=2.3×10-6，60℃下苯乙烯的密度为0.887g/mL，60℃下苯的密度为0.839g/mL，设苯乙烯-苯体系为理想溶液。24．用过氧化二苯甲酰为引发剂，苯乙烯在60℃下进行本体聚合，试计算引发剂引发、向引发剂转移、向单体转移三部分在聚合度倒数中占多少百分比？对聚合度各有什么影响？计算时选用的数据如下：［I］＝0.04g/mLCm＝0.8510-4Ci＝0.05f＝0.8kd＝2.0×10-6/skP＝176L/mol?skt＝3.6×107L/mol?s60℃下苯乙烯密度为0.887g/mL25．双组分共聚物按两种单体在共聚物高分子链中的排列情况分为具体几种类型。26．解释理想共聚与交替共聚，它们的竞聚率关系怎样？并说明它们的意义。27．举例说明两种单体进行理想共聚、恒组分共聚和交替共聚的必要条件。28．在共聚反应中，单体对的竞聚率如下：r10.050.010.0100.2r20.100.01005试绘制出各对单体形成的共聚物组成曲线，并说明前两情况的的特征。计算f1＝0.5时，低转化率下的F1。29．解释为什么要控制共聚物的组成？有哪几种控制方法？30．已知r1＝0.02，r2＝0.03，求恒组分共聚点的配料比。31．简述Q、e概念，并解释如何根据Q、e来判断单体间的共聚性质。第二章习题1．全面比较自由基、阴离子、阳离子、配位等聚合反应的异同点。2．写出以正丁基锂为引发剂苯乙烯的聚合机理。3．写出以三氟化硼和水为引发体系引发异丁烯的聚合机理。4．写出以TCl3-Al(C2H5)3为引发剂体系引发丙烯的聚合机理。5．写出以环烷酸镍-三异丁基铝-三氟化硼乙醚络合物为引发体系引发丁二烯的聚合机理。6．说明在离子型聚合反应中离子对的存在形式对聚合的影响。7．说明在离子型聚合反应中是否存在自动加速现象？为什么？8．为什么阳离子聚合反应需要在很低的温度下进行，才能得到高相对分子质量的高聚物。9．为什么离子型聚合和配位聚合需要在反应前预先将原料和聚合容器净化、干燥、除去空气并在密封条件下进行聚合？10．说明活性高聚物的合成方法、特点和应用。11．在丙烯的配位聚合反应中，如何才能获得高活性的引发剂？12．说明开环聚合的的特点与应用。13．开环聚合链引发有哪些类型？链终止封端的目的是什么？第三章习题1．写出由下列单体经缩聚反应形成的聚酯的结构。（1）HO－R－COOH（2）HOOC－R－COOH＋HO－R′－OH（3）HOOC－R－COOH＋R″(OH)3（4）HOOC－R－COOH＋HO－R′－OH＋R″(OH)32．讨论HOOC－(CH2)m－NH2单体缩聚时如何避免成环反应。3．比较转化率与反应程度、官能团与官能度的异同。4．计算已二酸和已二胺以等物质量配料，求反应程度为0.500、0.800、0.900、0.950、0.970、0.990、0.995、0.999时的平均聚合度及平均相对分子质量。5．对苯二甲酸和乙二醇以等物质量配料，在280下进行缩聚反应，已知K为4.9。若达到平衡时所得聚酯的平均聚合度为20，试计算此时体系内残存副产物控制在多少以下？6．如何控制平衡缩聚反应的温度与压力。7．由已二酸和已二胺缩聚合成聚酰胺，若产物相对分子质量为20000，反应程度为0.998。试求两种单体的配料比，并分析产物的端基是什么基团？8．以HOOC－(CH2)6－OH为单体合成聚酯，若反应过程中－COOH的解离度一定，测得反应开始时的pH值为2，反应至某一时刻后pH为4。求此时的反应程度和产物平均聚合度。9．加多少苯甲酸于等物质量配比的已二酸和已二胺之中，使产物的平均相对分子质量为20000。10．说明预测凝胶点意义与实际测试方法。11．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1.50：0.99：0.002；12．用苯酚与甲醛合成酚醛树脂时，若采用等物质量配比和2：4，分别预测上述两种情况的凝胶点。若实际控制的反应程度为0.82，判断哪种情况出现凝胶现象；如果不出现凝胶，则此时的平均聚合度是多少？13．给出合成聚酰亚胺、聚苯醚、聚苯砜的单体，并写出反应方程式、产物的主要特性和用途。14．写出环所树脂的反应方程式。第四章习题1．说明高聚物的结构层次如何？2．研究高聚物的结构有什么目的？3．解释高分子链具有柔性的原因和影响柔性的影响。4．高分子的热运动形式有哪些？5．为什么高聚物只的固态和液态而没有气态？6．结晶高聚物的形态分几种类型？7．影响高聚物结晶的因素是什么？8．取向与结晶的异同点是什么？9．如何形成高聚物复合材料？第五章习题1．画出非晶高聚物定负荷下的形变-温度曲线，并作以适当分析。2．画出结晶高聚物定负荷下的形变-温度曲线，并作以适当分析。3．解释玻璃化温度的定义，并指明其影响因素和使用价值。举例说明它的测定方法。4．解释熔点的定义，说明小分子结晶与高分子结晶的异同点。说明影响因素与测定方法。指出熔点的使用价值。5．解释粘流温度的定义，说明影响因素、使用价值、测定方法。6．说明各种软化温度的测定条件。7．指出常用的材料力学概念。8．画出结晶高聚物和非晶高聚物的应力-应变曲线，并加以适当解释。9．解释哪些因素影响高聚物材料的强度。10．什么是松弛现象？请画出几种高聚物的蠕变曲线和应力松弛曲线。11．说明高聚物的增塑作用与应用。12．如何增加高聚物的强度？13．说明材料形变的类型，并简述影响高聚物流变性的因素。14．解释高聚物熔体在流动过程中产生弹性效应的原因。15．如何测定高聚物的熔融指数？16．高聚物的电性能体现在哪些方面？有何应用？17．高聚物的光学性能和透气性能具体应用如何？18．高聚物的热物理性能包括哪些方面，有何应用？19．画出非晶高聚物与结晶高聚物的溶解过程图。并指明高聚物溶解的关键是什么？20．溶解高聚物的溶液如何选择？高聚物稀溶液粘度几种表示方法？它们之间的关系如何？影响因素有哪些？21．写出高聚物统计相对分子质量的表达式，并说明多分散体系中它们的关系。22．简述用渗透压法与粘度法测定高聚物相对分子质量的原理与过程。23．证明24．用实例说明数均相对分子质量对试样的低相对分子质量部分敏感，而重均相对分子质量却对高相对分子质量部分敏感：（1）100g的相对分子质量为100000的试样中加入1g相对分子质量为1000的组分；（2）100g的相对分子质量为100000的试样中加入1g相对分子质量为10000000的组分。分别计算数均相对分子质量和重均相对分子质量及它们的分散系数。并说明结果。第六章习题1．简述研究高聚物化学变化的目的。2．高聚物化学变化的主要类型、特点和影响因素有哪些？3．举例说明高聚物基团反应的应用情况。4．在高聚物的交联反应类型中，有意义是哪种？并出实际应用的例子。5．废有机玻璃如何回收再用？原理是什么？6．如何防止高聚物的老化？第七章习题1．说明熔融缩聚的工艺特点、控制因素及典型应用。2．举例说明固相缩聚的类型、特点和控制因素。3．举例说明溶液缩聚的类型、特点和控制因素。4．说明界面缩聚的类型、特点、控制因素和应用。5．举例说明固相缩聚的类型、特点和控制因素。6．比较用于连锁聚合反应的四种实施方法。7．说明本体聚合的类型、特点、控制因素和应用。8．说明悬浮聚合的类型、特点、控制因素和应用。9．说明乳液聚合的类型、特点、控制因素和应用。10．举例说明乳化剂的类型及选择。11．说明乳液聚合的机理。12．说明悬浮聚合的中单体液滴的分散过程与粒子形成过程。第八章习题1．解释名词（1）树脂，塑料（2）热塑性塑料，热固性塑料（3）通用塑料，工程塑料，一般塑料，特种塑料（4）单组分塑料，多组分塑料2．比较聚乙烯三种生产方法，并说明聚合机理。3．PDHE与LDPE的结构与性能有什么区别？举例说明它们的应用。4．简述有机玻璃的生产过程，其中预聚的目的是什么？5．生产有机玻璃时的水浴法和空气浴法各有什么优缺点？6．简述悬浮法生产聚氯乙烯的生产工艺过程及配料中各组分的作用。7．生产疏松型聚氯乙烯树脂时为了提高设备的生产能力常采取什么方法？为什么？8．聚氯乙烯生产时，为了防止粘釜而采取的方法有哪些？9．简述聚氯乙烯生产时，为提高聚合釜传热能力可以采取的方法。10．简述苯乙烯的本体聚合和悬浮聚合的工艺特点。11．简述聚苯乙烯的结构、性能和用途。12．比较ABS的生产方法，并简述ABS树脂的主要性能与应用。13．简述聚苯乙烯型阴、阳离子交换树脂的生产原理与应用。14．热塑性酚醛树脂与热固酚醛树脂的生产工艺条件有何区别？两种的应用如何？15．简述环氧树脂的生产原理，并说明环氧塑料各组成的作用。16．