高分子化学作业-1参考答案

1、写出下列单体的聚合反应式、以及单体、聚合物的名称。a.CH2=CHFb.CH2=C(CH3)2c.HO(CH2)5COOHd.CH2CH2CH2Oe.NH2(CH2)6NH2+HOOC(CH2)4COOH―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――【解答】a.CH2=CHF聚合反应式：nCH2=CHFFCH2-CHn单体名称：氟乙烯聚合物名称：聚氟乙烯b.CH2=C(CH3)2聚合反应式：nCH2=C(CH3)2CH2-C(CH3)2n单体名称：异丁烯聚合物名称：聚异丁烯【注意】习惯称“异丁烯”，最好不要称“2－甲基丙烯”（“1，1－二甲基乙烯”更规范）。c.HO(CH2)5COOH聚合反应式：nHO(CH2)5COOHO(CH2)5COn+(n-1)H2O单体名称：6－羟基己酸聚合物名称：聚6－羟基己酸d.CH2CH2CH2O聚合反应式：nCH2CH2CH2OCH2CH2CH2On单体名称：1,3-环氧丙烷/氧杂环丁烷/丁氧环聚合物名称：聚1,3-环氧丙烷/聚氧杂环丁烷/聚丁氧环/IUPAC：聚氧化亚丙基（《高分子化学》潘才元著）/聚氧化丙撑（称“环丙醚”和“聚亚丙基醚”有一定道理，但较少见，最好不这样命名）【注意】CH2-CH-CH3O(环氧丙烷)e.NH2(CH2)6NH2+HOOC(CH2)4COOH聚合反应式：nNH2(CH2)6NH2+nHOOC(CH2)4COOHNH(CH2)6NH-OC(CH2)4COn+(2n-1)H2O单体名称：己二胺（NH2(CH2)6NH2）己二酸（HOOC(CH2)4COOH）聚合物名称：聚己二酰己二胺/尼龙－662．写出下列聚合物的一般名称,单体和聚合反应式,这些聚合反应属于加聚还是缩聚,连锁聚合还是逐步聚合?―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――【解答】(1)聚合物名称：聚甲基丙烯酸甲酯单体：CH2=CHCOOHCH3聚合反应式：nCH2=CHCOOHCH3[CH2-C]nCH3CH3反应类型：加聚反应，连锁聚合（2）聚合物名称：聚醋酸乙烯酯单体：CH2=CH-OCOCH3聚合反应式：nCH2=CH-OCOCH3CH2-CHnOCOCH3反应类型：加聚反应，连锁聚合（3）聚合物名称：聚已二酰已二胺（尼龙－6，6）(1)CH2-CCOOCH3CH3n(2)CH2-CHOCOCH3n(3)NH(CH2)6NHCO(CH2)4COn(4)NH(CH2)5COn(5)CH2-C=CH-CH2CH3n单体&聚合反应式：H2N(CH2)6NH2和HOOC(CH2)4COOHnH2N(CH2)6NH2+nHOOC(CH2)4COOHHHN(CH2)6NH-OC(CH2)4COOHn+(2n+1)H2O反应类型：缩聚反应，逐步聚合（4）聚合物名称：聚己内酰胺单体&聚合反应式：HN(CH2)5COHN(CH2)5COnHN(CH2)5COnH2N(CH2)5COOHHN(CH2)5COn+(n-1)H2O或H2N(CH2)5COOH★反应类型：缩聚反应逐步聚合（己内酰胺开环聚合，以水－酸作催化剂）or：连锁聚合（己内酰胺开环聚合，以碱作催化剂）or：逐步聚合（氨基己酸途径）【注意】本题较多同学未指定条件。再者反应前后键的连接方式类似脱出小分子的缩聚，而不是双键变为单键的加聚模式。（5）聚合物名称：聚异戊二烯单体&聚合反应式：CH2=C-CH=CH2CH3nCH2=C-CH=CH2CH3CH-C=CH-CH2CH3n反应类型：加聚反应，连锁聚合3.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=CH2―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――【解答】（1）CH2=CHCl自由基聚合。Cl原子吸电，同时共轭，但都较弱。（2）CH2=CCl2自由基聚合，阴离子聚合。两个Cl原子在同一个C上，使得极化程度增加。（3）CH2=CHCN自由基聚合，阴离子聚合。－CN是强吸电基，明显共轭。（4）CH2=C(CN)2阴离子聚合。两个－CN在同一个C上，使得双键电子云密度降低很多，也使得阴离子增长种共轭稳定。（5）CH2=CHCH3★不按照所指三种方法聚合。双键电子云密度较大，不利于自由基进攻；自由基易转移形成烯丙基型稳定自由基，故不易自由基聚合。另外，甲基是弱供电基，形成二级碳阳离子太活不稳定，副反应严重，不能阳离子聚合。可以配位聚合。（6）CH2=C(CH3)2阳离子聚合。两个－CH3在同一个C上，且与双键形成超共轭。（7）CH2=CHC6H5三种聚合。共轭体系，π电子云易极化易流动。（8）CF2=CF2自由基聚合。F原子体积小；结构对称。（9）CH2=C(CN)COOR自由基聚合，阴离子聚合。双吸电基，明显共轭。（10）CH2=C(CH3)-CH=CH2三种聚合。共轭体系，π电子云易极化易流动。4.判断下列烯烃能否进行自由基聚合,并说明理由.CH2=C(C6H5)2ClHC=CHClCH2=C(CH3)C2H5CH3CH=CHCH3CH2=C(CH3)COOCH3CH2=CHOCOCH3CH3CH=CHCOOCH3【解答】（1）不能通过自由基聚合得到高分子量聚合物。同碳双取代，且空间位阻极大。只形成二聚体。（2）不能通过自由基聚合得到高分子量聚合物。1，2二取代，且空间位阻很大。★（3）不能通过自由基聚合得到高分子量聚合物。双键电荷密度大，不利于自由基进攻；且易转移形成稳定的烯丙基型自由基。（4）不能通过自由基聚合得到高分子量聚合物。结构对称，极化程度低，位阻较大；且易向单体转移形成稳定的烯丙基型自由基。（5）能通过自由基聚合得到高分子量聚合物。1，1二取代，－CH3体积较小，还用共轭效应。（6）能通过自由基聚合得到高分子量聚合物。取代基具有共轭效应。（7）不能通过自由基聚合得到高分子量聚合物。1，2二取代，且空间位阻很大。5.以过氧化二特丁基作引发剂,在60℃下研究苯乙烯聚合.苯乙烯溶液浓度(1.0mol/L),过氧化物(0.01mol/L),引发和聚合的初速分别为4.0×10-11和1.5×10-7mol/L.S.试计算fkd,初期聚合度,初期动力学链长.（计算时采用下列数据和条件:CM=8.0×10-5,CI=3.2×10-4,CS=2.3×10-6；60℃下苯乙烯密度为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.）―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――【解答】依题意，有：-5-4-6MIS-11-7ipid-11-91id[M]=1.0mol/L;[I]=0.01mol/L;C=8010;C=3.210;C=2.310(1)R=4.010mol/L;R=1.510mol/L;.R=2fk[I]R4.010fk2.010()2[]20.01(2)(1104/887)[]SSSIS.MIS0MIS-5-4-6-7-118399.5mol/L7811[I][]CCC[M][M]Xn(Xn)1[I][]CCC()2(Rp/Ri)[M][M]10.019.580103.2102.3102(1.510/4.010)1.01.00.000243Xn4115(3)SS双基偶合终止；有链转移.-7-11(Rp/Ri)1.510/4.01037506.试述高分子化学发展有几个时期及发展方向。【解答】仅供参考高分子化学的发展大致可以分为四个阶段：第一阶段：为19世纪30年代~20世纪20年代，对天然高分子的利用、加工及改性时期，是高分子化学的萌芽期。当时虽然没有高分子的概念，但是淀粉、纤维素、天然橡胶、丝、毛等天然高分子已经广泛应用于人们的日常生活。19世纪后期，人们就设法利用化学方法来改变天然高分子材料的性质，使更适用于应用的需要。1838年-1851年在英国和美国先后建立了天然橡胶的硫化工厂，开始生产橡皮和硬橡胶。1868年开始了硝酸纤维素（赛璐珞）等工业的生产。二十世纪初开始了醋酸纤维素的生产。第二阶段：是19世纪20年代~20世纪40年代，是高分子化学工业生产兴起和发展的关键时期。德国科学家Staudinger于1917年提出了“高分子化合物是由以共价键连接的长链分子所组成”的猜想，并于1932年得到公认，并在此基础上建立了“高分子科学”。这一时期大量经由缩聚和合自由基聚合的聚合物得到工业化，缩聚和自由基聚合奠定了早期高分子化学的基础。从1907年建立了第一个小型酚醛树脂厂算起，便开始了合成高分子时期1927年左右开始了第一个热塑性高分子聚氯乙烯的商品化生产，但是到了30年代才为真正的发展时期。聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯等都是在这一时期相继开始工业生产。合成橡胶中，1931年已经出现了氯丁橡胶，1932年出现了第一个合成橡胶厂-丁钠橡胶工厂，1940-1942年，先后生产了丁基橡胶和丁苯橡胶。30年代后期，合成纤维也发展起来，如1938年尼龙66开始了工业化生产。1942年出现了不饱和聚酯、1943年出现了有机硅树脂，1947年出现了环氧树脂，但是聚碳酸酯（1957年）、聚酰亚胺（1964年）和聚砜（1965年）的出现才标志着工程塑料工业的建立。第三阶段：是20世纪50年代~20世纪60年代，是高分子化学快速发展的时期。1953~1954年，Zigler-Natta等发明了有机金属引发体系，合成了高密度聚乙烯和等规聚丙烯，开拓了高分子合成的新领域。这一时期，聚烯烃、合成纤维如聚丙烯腈纤维（1950）、涤纶纤维（1953年）、聚丙烯纤维（1957年）相继投入生产。40年代初出现的高分子复合材料、工程塑料和特殊高分子，在60年代也得到了快速发展。这一时期，离子聚合、配位聚合、溶液聚合发展极快，高分子全面繁荣。第四阶段:是20世纪70年代至今，高分子化学学科更趋于成熟，进入新的时期。这一时期，新的聚合方法如活性/可控自由基聚合、基团转移聚合、易位聚合等新的聚合技术出现，新型聚合物如星型结构、树枝状聚合物、超支化聚合物、新型接枝和嵌段共聚物、无机-有机杂化聚合物不断涌现。现在人们更重视新的合成技术的应用和高性能聚合物、功能高分子、特种高分子的研究与开发。高分子化学的发展方向1.对通用高分子的改进和推广通过化学共聚、交联、大分子基团反应、物理共混、填充、增强、增塑和复合等途径对通用高分子进行改性。在工业上，趋向于实现大型化、连续化、自动化、高速化、高效化及定向化，以达到节约原料和能源、降低成本、提高质量的目的。关键是改进合成的聚合路线，从而可以缩短流程，降低单体的消耗定额，提高单体纯度和聚合物的质量；发展新型催化剂也是改进聚合工艺，提高产品质量的另一关键。2．特种耐热高分子、功能高分子、仿生高分子的研究与生产开发具有特种耐热性或高强度等特殊性质的高分子材料，如聚酰亚胺、聚砜等特种塑料，聚芳酰胺等特种纤维，氟橡胶、硅橡胶等特种橡胶。开发新型的功能化高分子，如光敏高分子、电活性高分子、反应性高分子、高分子膜材料、医用高分子等。仿生高分子方面，今后着重于高分子催化剂和模拟酶的研究。3.强调绿色效应和减少对石油等化石资源的依赖未来高分子化学更注重与其他学科之间交叉，强调绿色效应，既无污染性、循环利用性和再生性。比如，现在已经被广泛运用的以水和超临界流体CO2来替代有机溶剂，生产可降解的塑料、绿色农药、绿色涂料。现在的高分子合成材料对石油的依赖性特别强，在石油资源逐渐短缺的情况下，天然高分子的利用和对无机高分子的研究和开发显得非常重要。我们相信，随着高分子化学与物理、生物、工程、医药等许多学科基础