中北大学高分子化学课程试题05A

中北大学高分子化学课程试题05A试题编号：05(A)课程代号：2040301课程学时：56一、基本概念题（共10分,每题2分）⒈聚酯化反应：二元醇与二元羧酸缩聚，缩去小分子水形成聚酯的聚合反应。⒉乳液聚合：乳液聚合是指单体在乳化剂的作用下,分散在介质水中聚合为高聚物胶乳的过程。⒊阴离子型乳化剂的三相平衡点：阴离子型乳化剂,在某一温度下,可能以三种形态——单个分子状态、胶束状态和凝胶状态存在于水中，使三态共存的温度叫三相平衡点。⒋均相溶液聚合：单体溶于溶剂中,聚合物也溶于该溶剂中,该聚合体系为均相溶液聚合体系。⒌热引发聚合：不加引发剂，烯类单体在热的直接作用下，形成单体自由基而聚合的过程称为热引发聚合，简称热聚合。二、判断题（共15分）⒈(5分)判断下列单体能否通过自由基聚合形成高相对分子质量聚合物，并说明理由。⑴CH2=C(C6H5)2不能。因二个苯基体积大，位阻效应。⑵CH2=CH-OR不能。因-OR是强的推电子取代基。⑶CH2=CHCH3不能。因-CH3是推电子取代基。⑷CH2=C(CH3)COOCH3能。因-CH3是弱推电子取代基，而-COOCH3是较强的吸电子取代基，二者垒加结果有弱的吸电子效应。⑸CH3CH=CHCOOCH3不能。因有1,2-二元取代基，位阻效应。⒉（5分）判断下列聚合体系哪些是均相溶液聚合体系？并说明理由。单体溶于溶剂中,聚合物也溶于该溶剂中,该聚合体系为均相体系。⑴醋酸乙烯以甲醇为溶剂的溶液聚合体系：是。⑵丙烯腈以浓的NaCNS水溶液为溶剂的溶液聚合体系：是。⑶丙烯腈以水为溶剂的溶液聚合体系：否。⑷苯乙烯、顺丁烯二酸酐以苯为溶剂的溶液共聚合体系。否。⑸丙烯酸以水为溶剂的溶液聚合体系：是。⒊(5分)判断下列单体对，哪对单体较容易形成交替共聚物？并说明理由。⑴醋酸乙烯酯(M1)和丙烯腈(M2)r1＝0.06，r2＝4.05；0.243⑵丙烯酸甲酯(M1)和偏二氯乙烯(M2)r1＝0.84，r2＝0.9；0.756⑶苯乙烯(M1)和醋酸乙烯酯(M2)r1＝55，r2＝0.9；49.5⑷甲基丙烯腈(M1)和-甲基苯乙烯(M2)r1＝0.15，r2＝0.210.032该对单体较容易形成交替共聚物。⑸苯乙烯(M1)和马来酸酐(M2)r1＝0.01，r2＝00该对单体容易形成交替共聚物。三、问答题（共20分，根据题目要求简答下列各题）⒈（5分）何谓悬浮剂？纤维用PVA和悬浮剂用的PVA有何差别?能降低水的表面张力,对单体液滴起保护作用,防止单体液滴聚集,使单体-水这一不稳定的分散体系变为较稳定的分散体系的这种作用称为悬浮作用或分散作用。具有悬浮作用的物质称为悬浮剂或分散剂。作为纤维用PVA必须是线型大分子，相对分子质量较高且相对分子质量分布较窄。作为悬浮剂有PVA1750±50，醇解度为85%±5%，要求比较严格。⒉（5分）何谓缩聚反应中的反应程度P？试推导反应程度P与的关系式？（2分）已参加反应的官能团数量占起始官能团数量的百分比,称为反应程度,记作P。⒊(5分)何谓自由基？比较下列自由基的活性？并说明它们在自由基聚合中的作用？自由基：共价键均裂，使均裂的两部分各带一个未成对独电子(自由电子)，这些带有未成对独电子(自由电子)的部分称为自由基。①②③④⑤①②③④⑤活性增加①、②和③起阻聚作用，④和⑤起引发作用。⒋(5分)何谓开环聚合？以氢氧化钠为引发剂，水为链终止剂，写出环氧乙烷开环聚合合成端羟基聚氧化乙烯基醚有关的化学反应方程式。（2分）开环聚合：开环聚合是指具有环状结构的单体经引发聚合,将环打开形成高分子化合物的一类聚合反应。（每错一个方程式扣1分）合成端羟基聚氧化乙烯基醚有关的化学反应方程式：三、计算题（共40分，根据要求计算下列各题）⒈(共14分)在一溶液聚合体系中，某单体浓度c(M)=0.2mol/L，某过氧化物引发剂浓度c(I)=4.0×10-3mol/L，60℃进行自由基聚合。已知kp=1.45×102L/mol·s，kt=7.0×107L/mol·s，f=1，引发剂半衰期44h。⑴(6分)求初期聚合速率？⑵(4分)初期动力学链长?⑶(4分)当转化率达50%时所需的时间?解：⑴根据题意c(M)=0.2mol/L，c(I)=4.0×10-3mol/L由，可得（2分）（2分）（2分）解：⑵（2分）（2分）解：⑶（2分）（2分）⒉（共12分）在共聚反应中，单体对的竞聚率如下表所示：情况①②③0.050.010.20.100.015共聚类型非理想恒比非理想恒比点对称一般理想共聚0.4880.50.933⑴（3分）示意绘出各对单体形成的共聚物组成曲线(曲线)。⑵（3分）说明其共聚类型（将答案填入表中）？⑶（6分）计算时，低转化率阶段的等于多少（将计算结果填入表中）？解：⑴r1=0.05，r2=0.10属有恒比点的共聚。共聚曲线呈反S型与恒比共聚线有一交点，如图中的曲线①。当时。⑵r1=0.01,r2=0.01共聚曲线如图中的曲线②。当时。⑶r1=0.2，r2=5，则，属一般理想共聚。共聚物组成曲线位于恒比共聚线的下方，见图中曲线③。共聚物组成方程为，当时。⒊（共8分）以二甲基二氯硅烷为单体、三甲基氯硅烷为相对分子质量封锁剂制备聚二甲基硅氧烷树脂，写出有关化学反应方程式。欲合成100g相对分子质量为10000的聚二甲基硅氧烷，试计算需要多少克(CH3)3SiCl(M’=108.6)和(CH3)2SiCl2(M’=129.1)？解：（4分，每错一个方程式扣1分）有关化学反应方程式如下：（共4分）100g聚二甲基硅氧烷的摩尔数=100/10000=0.01⒋（6分）邻苯二甲酸酐和甘油摩尔比为1.50︰0.98,试分别用Carothers方程和Flory统计公式计算下列混合物的凝胶点。⑴（3分）Carothers方程计算:⑵（3分）Flory统计公式计算：设邻苯二甲酸酐为、甘油为因无所以五、填空（共8分，每空1分）⒈聚合物的聚合度变大的化学反应有扩链反应、接技反应、和交联反应等。⒉聚合物的聚合度变小的化学反应有降解反应、聚合物的老化等。⒊聚合物的聚合度不变的化学反应有由PVAc制备PVA、离子交换树脂的制备、和纤维素的硝化反应等。六、(共7分,每错一个方程式扣1分)1,3-丁二烯配位聚合理论上有几种立体异构体?并写出顺式-1,3-聚丁二烯和反式-1,3-聚丁二烯的结构式?1,3-丁二烯配位聚合后理论上有4种立体异构体：全同1,2-聚丁二烯、间同-1,2聚丁二烯、顺式1,4-聚丁二烯和反式1,4-聚丁二烯。⑴1,3-丁二烯1,2加成聚合有全同1,2-聚丁二烯、间同-1,2聚丁二烯⑵1,3-丁二烯1,4加成聚合有顺式1,4-聚丁二烯、反式1,4-聚丁二烯