高分子化学习题与解答 下载本文

解:当己二酸过量时,尼龙-66的分子结构为

HO CO(CH2)4CONH(CH2)6NH CO(CH2)4COOH n112114

结构单元的平均分子量M0=(112+114)/2=113

Xn?当反应程度P = 0.994时,求r值:

Xn?13500?146?118

1131?r

1?r?2rp118?己二胺和己二酸的配料比r?0.995

1?r

1?r?2?0.994r4.用145克(1mol)α,ω氨基庚酸合成尼龙-7时,加入0.01mol的乙酸作为端基封锁剂,求尼龙-7的最大数均聚合度。 解: 解法1

r?Na1??0.9901

Na?Nc1?0.01当反应程度为1时,有最大数均聚合度

Xn?DP?11??101 1?rp1?0.9901?1 解法2

-NH2官能团的摩尔数为1mol

-COOH官能团的摩尔数为1+0.01=1.01mol 羧基过量。

f?1?2?1.9802

1?0.01当反应程度为1时,有最大数均聚合度

Xn?22??101 2?Pf2?1?1.98025.等摩尔的二元醇和二元酸缩聚,另加1.5mol%醋酸,p=0.995或0.999时,聚酯的聚合度是多少?加1mol%醋酸时,结果如何?(醋酸mol%浓度以二元酸计) 解法1:设体系中二元酸或二元醇的起始官能团数为Na,则其摩尔数为Na/2

则醋酸的摩尔数为1.5%·Na/2即为Nc,即外加酸的摩尔数

?r?Na?Na?2NcNaNa?2?1.5%?Na2?1?0.9852

1?1.5%∴当P=0.995时

Xn?1?r1?0.9852??80.5

1?r?2rP1?0.9852?2?0.9852?0.995当P=0.999时

1?r1?0.9852??118.4

1?r?2rP1?0.9852?2?0.9852?0.999Na当外加1mol%的醋酸时,Nc?1%?

2NaNa1?r????0.9901

NaNa?2Nc1?1%Na?2?1%?2Xn?当P=0.995时

Xn?1?r1?0.9901??100.5

1?r?2rP1?0.9901?2?0.9901?0.9951?r1?0.9901??167.5

1?r?2rP1?0.9901?2?0.9901?0.999当P=0.999时

Xn?解法2:此题也可用q来求解

q?2Nc?Na2?1.5%?NaNa2?0.015

当P=0.995时

Xn?q?20.015?2??80.6

q?2(1?P)0.015?2(1?0.995)当P=0.999时

Xn?q?20.015?2??118.4

q?2(1?P)0.015?2(1?0.999)当外加1mol%的醋酸时,Nc?1%?Na 2q?2Nc?Na2?1%?NaNa2?0.01

当P=0.995时

Xn?q?20.01?2??100.5

q?2(1?P)0.01?2?(1?0.995)当P=0.999时

Xn?q?20.01?2??167.5

q?2(1?P)0.01?2?(1?0.999)

解法3:设体系中二元酸或二元醇的起始官能团数为Na,则其摩尔数为Na/2

则醋酸的摩尔数为1.5%·Na/2=0.0075Na, 显然,羧基过量,

?f?2NaNaNa??0.0075Na22?1.9851

当P=0.995时, Xn?22??80.5 2?Pf2?0.995?1.985122??118.4 2?Pf2?0.999?1.9851当P=0.999时, Xn?当外加1mol%的醋酸时,f?2NaNaNa??0.005Na22?1.9900

当P=0.995时, Xn?22??100.2 2?Pf2?0.995?1.990022??166.8 2?Pf2?0.999?1.9900当P=0.999时, Xn?

6: 由1mol丁二醇和1mol己二酸合成数均分子量为5000的聚酯,

(1)两基团数完全相等,忽略端基对数均分子量的影响,求终止缩聚的反应程度P;

(2)在缩聚过程中,如果有5mmol的丁二醇脱水成乙烯而损失,求达到同样

反应程度时的数均分子量;

(3)如何补偿丁二醇脱水损失,才能获得同一数均分子量的缩聚物? (4)假定原始混合物中羟基的总浓度为2mol,其中1.0%为醋酸,无其它因素影响两基团数比,求获得同一数均聚合度时所需的反应程度。 解:

(1)—[CO(CH2)4COO(CH2)4O]— M0=(112+88)/2=100,

Mn5000??50 M01001由Xn??P?0.9800

1?PXn?(2)r=Na/Nb=2×(1-0.005) /(2×1)=0.995

1?r1?0.995??44.53 1?r?2rP1?0.995?2?0.995?0.9800Mn?Xn?M0?44.53?100?4453Xn?(3)可排除小分子以提高P或者补加单体来补偿丁二醇的脱水损失。 (4)依题意,醋酸羧基为2×1.0%=0.02mol 己二酸单体为(2-0.02)÷2=0.99mol ∴

f?2?2?1.9900

0.99?1?0.0222 代入数据44.53? 2?Pf2?P?1.9900根据Xn?解得P=0.9825