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1高分子演习李青山刘喜军余木火编著燕山大学材料学院高分子材料工程系齐齐哈尔大学化工学院材料科学与工程系东华大学材料学院材料科学与工程系中国纺织出版社2编委会主编:李青山刘喜军余木火主审:沈新元王庆瑞郁铭芳编委:高洁（齐齐哈尔大学）、李青松（燕山大学）、彭桂荣（燕山大学）、张小舟（齐齐哈尔大学）、姜兆华（哈尔滨工业大学）、李青山（燕山大学、齐齐哈尔大学）、李旭祥（西安交通大学）、黄象安（东华大学）、沈新元（东华大学）、王庆瑞（东华大学）陈九顺（黑龙江大学）、张贞浴（黑龙江大学）、胡玉洁（齐齐哈尔大学）、王亚珍（齐齐哈尔大学）、刘喜军（齐齐哈尔大学）、秦志中（苏州大学）、李彦峰（兰州大学）、麦堪成（中山大学）、杨玉亭（华东理工大学、功能高分子学报）、潘才元（中国科技大学）李阅生（中国科学院长春应化所）、杨治中（中国科学院广州化学所）、白凤莲（中国科学院北京化学所）、高青雨（河南大学）、高峻刚（河北大学）、唐建国（青岛大学）、于建（清华大学）、顾宜（四川大学）、杨慕杰（浙江大学）。前言高分子化学作为一门现代科学，即有它的特征也是它的魅力所在。高分子化学即是一门实验学科又是一门理论基本成熟学科，并在新世纪有很大发展的学科。学好高分子化学是材料学科、化学化工等专业必修的专业基础课，也是各理工学科应该选修的现代科学发展热点学科。为了做好高分子化学的教学工作，深化教学改革并在教学过程培养创新精神和创制新的高分子化合物方法及高分子材料改性思路，我们在总结25年创建高分子专业过程中积累的高分子化学习题、选编了国内外精彩的高分子演习问题编著出来，供广大师生学习参考。“服务于高分子各界人士，展示高分子化学既是一门基础科学又是一门应用科学的风采”。在这部高分子化学演习出版社之际，也向参加高分子化学课题组的各位老师深表谢意。这是我们集体的智慧结晶，也是我们共同勤奋工作的成果，让我们在校庆82周年之际共享。李青山2003年12月12日2高分子化学分册目录前言1绪论……………………………………………………………………………32自由基聚合………………………………………………………………………………73共聚合………………………………………………………………………………154聚合方法……………………………………………………………………………195阳离子聚合…………………………………………………………………………216配位聚合…………………………………………………………………………277逐步聚合……………………………………………………………………………318天然高分子、大分子反应…………………………………………………………419考研模拟……………………………………………………………………………4510参考文献…………………………………………………………………………6111.高分子科学诺贝尔奖获得者……………………………………………………1412.中国科学院与工程院院士（高分子科学）………………………………………263第一章绪论一、1、写出下列单体的聚合反应方程式。单体，聚合物名称，并说明聚合反应类型？42、①写出合成下列聚合物的单体和反应式；②说明各个聚合反应的类型③指出各种聚合物（塑料、橡胶、纤维等）的主要应用类型聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯、酚醛树脂、脲醛树脂、聚氨基甲酸酯树脂、尼龙610、腈纶、维纶（聚乙烯醇缩甲醛）聚四醛、聚苯醛、聚苯醚、聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚氨酯、天燃橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶3、写出下列聚合物的一般名称，聚合反应，指出重复单元、结构单元、单体单元[CH2—C]nCH3COOCH3(1)(2)[CH2—CH]nOCOCH3(3)[CH(CH2)6NHCO(CH2)4CO]n(4)[NH(CH2)5CO](5)[CH2—C=CH—CH2]nCH34、举例说明和区别线型和体型结构，热塑性和热固性聚合物，无定型和结晶聚合物。5、举例说明橡胶、纤维、塑料间结构—性能的差别和联系。6、为什么说高分子微结构、平均分子量、热转变温度是表征聚合物的重要指标。7、何谓重复单元、结构单元、单体单元、单体和聚合度？8、说明逐步聚合和连锁聚合的特点。9、聚合物的平均分子量有几种表示方法，写出其数学表达式及大小关系？10、何谓分子量的多分散性？如何表示聚合物分子量的多分散性？试分析聚合物分子量多分散性存在的原因？11、有下列所示三成份组成的混合体系成分1：重量分数=0.5分子量=1×104成分2：重量分数=0.4分子量=1×105成分3：重量分数=0.1分子量=1×1065求这个混合体系的数均分子量nM和重均分子量Mn及分子量分布宽度指数。12、根据表1.1所列的数据，试计算聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（Ps）、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯及天然橡胶的聚合度。根据这方种聚合物的分子量和聚合度看塑料、纤维和橡胶有什么差别？塑料分子量（×104）纤维分子量（×104）橡胶分子量×104低压聚乙烯6-30绦纶1.8-2.3天然橡胶20-40聚氯乙烯5-10尼龙-661.2-1.3丁苯橡胶15-20聚苯乙烯10-30维尼龙6-7.5顺丁橡胶25-30聚碳酸酯2-8纤维素50-100氯丁橡胶10-1213、何谓高分子什合物？何谓高分子材料？14、途述高分子化学发展的几个重要阶段。15、与低分子化合物比较，高分子化合物有什么特征？16、氯丁橡胶是氯乙烯与丁二烯的共聚产物，对吗？17、分子量分布有哪几种表示方法？18、论述聚合反应的分类情况。19、重均分子量与数均分子量之比值有何意义？20、聚苯乙烯的聚合度为nX=1000，求其分子量Mn？21、何为聚合物分子量的多分散性？22、高分子链结构形状有几种？它们的物理化学性质有什么特点？23、什么叫热塑性？什么叫热固性？试举例说明。24、尼龙-66的单体单元为-NH（CH2）6NH-和-CO（CH2）4CO-而无结构单元对吗？25、试以聚氯乙烯、尼龙66为例，说明聚合物的重复单元、结构单元、单体单元。26、根据主链结构，可将聚合物分成哪几类，并说明其特征，各举一例。627、什么是分子量分布指数？28、什么是碳链高聚物和杂链高聚物？29、什么叫高分子化合物？30、XnBP、各代表什么涵义？二、写出合成下列聚合物的单体和反应式？PET、PVC、聚碳酸酯、丁腈橡胶、酚醛树脂、聚醋酸乙烯酯、有机玻璃、聚异丁烯、不饱合聚酯、聚二氟氯乙烯、PAN、顺丁橡胶、Nylon-610、PMA、Nylon-66、环氧树脂、氯丁橡胶、聚甲基丙烯酸甲酯、Nylon6、PMMA、PS、PE、醇酸树脂、聚偏二氯乙烯、聚异戊二烯、脲醛树脂、聚二甲基硅氧烷、乙丙橡胶37、写出下列单体的聚合物反应式①Nh2N(CH2)6NH2+nHOOC(CH2)4COOH②nCH2=C(CH3)2③nCF2=CHF④ROOH+Fe2+HOOC——COOH+nHO(CH2)2OH⑤⑥NH2(CH2)10NH2+nHOOC(CH2)8COOH⑦CH3OOC-C6H5-COOCH3+nHO(CH2)2OH⑧nCH2=CHCl⑨nNH2(CH2)5COOH⑩nCH2=CHC(CH3)=CH2○11nCH2=CHOR○12H2N-C6H4-NH2+nClOC-C6H4-COCl○13nCH=CH-CH(CH3)=CH2○14nCH3-CH=CH27○15nHO-C6H4-C(CH3)-C6H4-OH+nCOCl2○16nHOROH+nOCNR'NCO○17nCH2O○18nCH2-CHCN○19NaOC6H4-C(CH3)2C6H4-ONa+Cl-C6H4-S(O)2-C6H4-Cl○20nCH=CHOCOCH3○21nHO-C6H4-C(CH3)2-C6H4-OH+nC6H5-OCOOC6H5○22nHO-(CH2)5-COOH○23NH2(CH2)6NH2+OCN(CH2)6NCO○24OCN(CH2)6NCO+HO(CH2)4OH第二章自由基聚合1、下列烯类单体适于何种聚合机理、自由基聚合、阳离子聚合或阴离子聚合？并说明理由。CH2=CHClCH2=CCl2CH2=CHCNCH2=C(CN)2CH2=CHCH3CH2=C(CH3)2CH2=CHC6H5CF2=CF2CH2=C(CN)COORCH2=C(CH3)—CH=CH22、判断下列烯类能否进行自由基聚合，并说明理由。（1）CH2=C(C6H5)2ClHC=CHClCH2=C(CH3)C2H5CH3CH=CHCH3CH2=C(CH3)COOCH3CH2=CHOCOCH3CH3CH=CHCOOCH3CF2=CFClCH2=CHORCH2=CHCH33、写出下列常用引发剂的分子式和分解式：（1）偶氮二异庚腈；（2）过氧化十二酰；（3）过氧化二碳酸二环已酯；8（4）过氧化异丙苯；（5）过硫酸钾—亚硫酸氢钠；（6）过氧化氢—亚铁盐；（7）过氧化二苯甲酰二甲基苯胺，其中那此属于水溶性，使用场所有何不同？4、以偶氮二异丁腈为引发剂，写出氯乙烯聚合历程中各基元反应式。5、自由基聚合时，转化率和分子量随时间的变化有何特征？与机理有何关系？6、自由基聚合中，引发剂的选择应考虑哪些问题？7、于60℃下用碘量法测定过氧化二环已酯DCPD的分解速率，数据如下：时间t，h00.20.71.21.7DCPD浓度mol/L0.07540.06600.04840.03340.0288求分解速率常数Ka（S-1）和半衰期t112h8、解释引发效率，诱导分解和笼蔽效应，试举例说明9、光直接引发和光敏间接引发有何不同？10、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，是哪一机理造成的。这一结论的局限性怎样？如果热聚合时属于分子引发试推导聚合速率方程。11、解释自动加速现象12、何谓动力学链长？何谓数均聚合度？影响动力学链长，数均聚合度以及它们之间的关系的因素有哪些？13、试讨论自由基聚合反应中温度对聚合反应速率，分子量的影响。14、在自由基聚合反应中，调节分子量的措施有哪些？试以氯乙烯悬浮聚合，苯乙烯本体聚合，醋酸乙烯溶液聚合和丁二烯乳液聚合中分子量调节方法为例来阐述和讨论。15、悬浮聚合法生产聚氯乙烯时，为什么常采用高活性和中活性引发剂并用的引发体系？16、已知在自由基聚合反应中，许多单体在瞬间就能形成分子量达数万甚至数十万的聚合物，为什么在聚合物的工业生产中，一些单体的聚合反应周期要长达数小时，甚至更长时间？17、用图示的方法，比较在自由基聚合和逐步聚合中9（1）单体转化率与反应时间的关系。（2）聚合物分子量与反应时间的关系。18、什么是引发剂的半衰期？它与引发剂的分解速率常数有什么关系？19、何谓阻聚作用和缓聚作用，阻聚剂和缓聚剂。20、比较硝基苯、苯醌、DPPH、FeCl3和氧的阻聚常数和阻聚效果。21、试从热力学角度分析大部分加聚反应在聚合时不可逆。22、什么叫链转移反应？有几种形式？对聚合速率和分子量有何影响？什么叫链转移常数？与链转移速率常数的关系？23、诱导期产生的原因？与阻聚剂的关系怎样？试从阻聚常数来比较硝基苯、苯醌、DPPH、FeCl3、氧的阻聚效果？24、氯乙烯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯聚合时，都存在自动加速现象，三者有何异同？氯乙烯悬浮聚合时，选用半衰期适当（如2h）的引发剂，基本上接近匀速反应，解释其原因，这三种单体聚合的终止方式有何不同？25、在自由基聚合中，影响聚合速率和聚合度的因素有哪些？是如何影响的？26、对于双基终止的自由基聚合，每一大分子含有1.30个引发剂残基。假定无链转移反应，试计算歧化和偶合终止的相对量。27、单体溶液浓度0.20mol/L过氧类引发剂浓度为4.0×10-3mol/L，在60℃下加热聚合，如引发剂半衰期为44h，引发效率f=0.80，kp=145L/mol·s，kt=7.0×107L/mol·s欲达到50%转化率，需多长时间？28、用过氧化二苯甲酰作引发剂，苯乙烯聚合时各基元反应活化能为