高分子习题课20140331

习题课2014-3-31聚乙烯polyethylenePE聚丙烯polypropylenePP聚甲基丙烯酸甲酯polymethylmethacrylatePMMA写出下列聚合物的英文以及简称alkane(烷)alkene(烯)alkyne(炔)alkyl(烃基）methylethylpropylbutylpentylhexylheptyloctylnonyldecylalcohol(醇)acetaldehyde(醛)acetone(酮)acetate(盐/酯)anhydride(酸酐)ester(酯)ether(醚)amine(胺)amide(酰胺)知识拓展聚酯polyester(PET)聚醚polyether聚酰胺polyamide(PA)聚酰亚胺polyimide聚氨酯polyurethane(PU)聚苯乙烯polystyrene(PS)聚氯乙烯polyvinylchloride(PVC)聚醋酸乙烯酯polyvinylacetate(PVAc)连锁聚合与逐步聚合的区别写出下列单体的聚合反应式，以及单体、聚合物的名称序号单体聚合物aCH2=CHF氟乙烯-[-CH2-CHF-]-n聚氟乙烯bCH2=C(CH3)2异丁烯-[-CH2-C(CH3)2-]-n聚异丁烯cHO(CH2)5COOHw-羟基己酸-[-O(CH2)5CO-]-n聚己内酯d丁氧环-[-CH2CH2CH2O-]-n聚氧三亚甲基eNH2(CH2)6NH己二胺+HOOC(CH2)4COOH己二酸-[-NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO-]-n聚己二酰己二胺（聚酰胺-66，尼龙66）环氧乙烷环氧丙烷（氧化丙烯）尼龙-610数字代表的含义：前一个数字代表二元胺的碳原子数后一个数字代表二元酸的碳原子数丁氧环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.[CH2=C(CH3)2]nb.[NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO]nc.[NH(CH2)5CO]nd.[CH2C(CH3)=CHCH2]n————————序号单体聚合物加聚、缩聚或开环聚合连锁、逐步聚合aCH2=C(CH3)2异丁烯聚异丁烯加聚连锁bNH2(CH2)6NH2己二胺、HOOC(CH2)4COOH己二酸聚已二酰己二胺，尼龙66缩聚逐步cNH(CH2)5CO己内酰胺└————┘尼龙6开环逐步（水或酸作催化剂）或连锁（碱作催化剂）dCH2=C(CH3)-CH=CH2异戊二烯聚异戊二烯加聚连锁1.某聚合物试样由下列级分组成，试计算该试样的数均分子量和重均分子量及分子量分布指数。级分重量分率分子量12340.50.20.20.11×1041×1055×1051×106求下列混合物的数均分子量、重均分子量和分子量分布指数a.组分A:物质的量=1mol,分子量=30000b.组分B:物质的量=0.5mol,分子量=70000c.组分C:物质的量=0.1mol,分子量=100000Mn=𝑚∑𝑛𝑖=∑𝑛𝑖𝑀𝑖∑𝑛𝑖=1×10000+0.5×70000+0.1×1000001+0.5+0.1=34375Mw=∑𝑚𝑖𝑀𝑖∑𝑚𝑖=∑𝑛𝑖𝑀𝑖2∑𝑛𝑖𝑀𝑖=1×10000×10000+0.5×70000×70000+0.1×100000×1000001×10000+0.5×70000+0.1×100000=64545PDI=𝑀𝑤𝑀𝑛=1.88过量摩尔分数q:转化率：反应掉的单体量占单体初始量的百分比反应程度：参加反应的基团数与起始基团数的比值名词解释Carothers法测凝胶点：基团数相等：iiiNfNffpc2Ni：官能度为fi的单体i的分子数基团数不等：非过量组份的基团数的两倍除以体系中分子总数（1）两组分体系BAAANNfNf2设NAfANBfB（2）三组分体系设(NAfA+NCfC)NBfBCBAccAANNNfNfNf)(2Flory法测凝胶点：2/1)]2([1)(frrpcAr:基团数比ρ：支化单元（Af）中A基团数占混合物中A总数的分率f:多官能度单体的官能度（f2）多组分体系如2-3-4官能度体系，f=(3+4)/2=3.53-4-5官能度体系，f=(3+4+5)/3=4计算下列混合物的凝胶点（两种方法）：•官能团物质的量相等的邻苯二甲酸酐和甘油；•邻苯二甲酸酐和甘油的摩尔比为1.50:0.98；•邻苯二甲酸酐、甘油和乙二醇的摩尔比为1.50:0.99:0.002r=1,ρ=1,pc=1𝑟+𝑟𝜌𝑓−21/2=12=0.707A:f=𝑁1𝑓1+𝑁2𝑓2𝑁1+𝑁2=2×3+3×22+3=2.4,pc=2/f=0.833官能团物质的量相等的邻苯二甲酸酐和甘油f(官能度)N(分子数)n（基团数）邻苯二甲酸酐23m6m甘油32m6mCarothersFloryr=𝑁−𝑂𝐻𝑁−𝐶𝑂𝑂𝐻=3×0.982×1.5=0.98,ρ=1,邻苯二甲酸酐和甘油的摩尔比为1.50:0.98f(官能度)N(分子数)n（基团数）邻苯二甲酸酐21.53甘油30.982.94BAAANNfNf22×0.98×31.5+0.98=2.37,fpc2=0.844CarothersFloryB:f=2×3×0.99+2×0.0021.5+0.99+0.002=2.387,pc=2/f=0.838r=𝑁−𝑂𝐻𝑁−𝐶𝑂𝑂𝐻=3×0.99+2×0.0021.5×2=0.991,ρ=0.99×30.99×3+0.002×2=0.999pc=1𝑟+𝑟𝜌𝑓−21/2=0.711C:邻苯二甲酸酐、甘油和乙二醇的摩尔比为1.50:0.99:0.002f(官能度)N(分子数)n（基团数）邻苯二甲酸酐21.53甘油30.992.97乙二醇20.0020.004CBAccAANNNfNfNf)(2CarothersFlory13.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f(官能度)N(分子数)n（基团数）邻苯二甲酸酐23m6m甘油32m6m32232.432f833.04.222fpc1,1,703.0)2([12/1rfrrpcf(官能度)N(分子数)n（基团数）邻苯二甲酸酐22m4m季戊四醇4m4m13.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22412.6721f749.067.222fpc1,1,577.0)2([12/1rfrrpc8.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Xn。另在排除副产物水的条件下缩聚，欲得Xn=100，问体系中残留水分有多少？3111KpXnLmolnnKpnKpX*4100114若是基团数不等呢？)1(22211Xnpqqrprr两单体非等基团数，bBb过量：baNNr12/2/）N-N（qaababNNN两单体等基团数，加入Cb：q=2NcNa=2NaNcaRb，加入Cb：NaNa+Ncr=NcNaq=11.己内酰胺在封管内进行开环聚合。按1mol己内酰胺计，加有水0.0205mol、醋酸0.0205mol，测得产物的端羧基为19.8mmol，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└-------┘0.0205-0.00230.0023NH(CH2)5CO+CH3COOH————HO-CO（CH2）5NH-COCH3└-------┘0.0205-0.01750.0198-0.0023M=1131113170.019810.0023430.01755762.20.0198nimMn取代基X:NO2CNCOOCH3CH=CH2C6H5CH3OR自由基聚合可进行自由基聚合不能进行自由基聚合在自由基聚合中，为什么单体单元大部分按头尾方式连接？且多为无规立构？自由基聚合中，结构单元的键接方式受电子效应和位阻效应的影响，含双键基团与独电子接在同一个碳原子上，形成共轭体系，对自由基有稳定作用；另一方面，如果一端位阻较小，也有利于头尾键接。活性链末端自由基可以绕邻近C-C单键自由旋转，单体可以不同的构型随机地增长，因此聚合物多呈无规立构。