高分子化学答案(熊联明版) - 图文 下载本文

顺序结构是头-头还是头-尾联接

构型旋光结构等规PP是朔料无规PP无用 几何异构順式顺丁橡胶 反式PB朔料

平均分子量决定了力学性能高分子量聚已酰胺(2到3万) 用作纤维更高分子量的聚已酰胺是尼龙6

热转变温度决定了是否用作朔料纤维橡胶及使用的最高最低温度耐热耐寒性能 第十题: M

w =

?NiMi^2?NiMi??iMi??i?WiMi/

=

/

=

iiii =0.10×1.2+0.19×2.1+0.24×3.5+0.18×4.9+0.11×7.5+0.08×10.2+0.06×12.2+0.04×14.6

=5.2 万

M

n =

?NiMi?Ni/

因为 ?i=Ni × Mi

M

n =

??i??i/Mi?Wi/Mi/

= 1/(

)

iii =1÷(0.10/1.2+0.19/2.1+0.24/3.5+0.18/4.9+0.11/7.5+0.08/10.2+0.06/12.2+0.04/14.6)

=3.2 万 d= M

w /

M

n

Mw =32000 Mn =52000 d = 1.6

第二章

1. 反应类型 逐步聚合反应 缩聚反应 关系 官能团间的反应, 无特定的活性中心, 无所 谓的引发,增长,终止等基元反应,体系由 单体和分子量递增的一系列中间产物组成 缩聚反应 分子量随着反应的进行缓慢增加, 而转化率 在短期内很高. 都是基团间(如羟基和羧基)的反 区别 包括缩聚,聚加成,开环反应,氧化- 偶合, 有低分子副产物生成,缩聚物和单体分 子量不成整数倍 缩合反应 体系中若有一种原料属单官能度,缩聚反应 应,两种 不同的基团可以属于两种单体分子, 也可能 同在异种单体分子上, 除主产物外, 还伴有 副产物. 缩合 后只能得到低分子化合物.比如 1-1, 1-2,1-3 体系. 是缩合反应的发展,每个单体至少还有 两个官能团,可形成高分子产物. 单体 f 2-f2 , f2 应 ,产物线型结构,可 溶解,可熔融,官能团等活性,一步反应 至少一种单体 f > 2,如 2-3, 3-3, 3-4 体系,产物体型(支化或网状)结构, 不溶解,不熔融.官能团不等活性,预 聚→交联 线性缩聚反应 属于缩聚反应的两种类型, 每个单体都至少 还有两个官能团, 可形成高分子产物, 还伴 有副产物. 体形缩聚反应 自缩聚反应 都是缩聚反应,具有缩聚反应的性质. 反应体系只有一种单体,且该单体含有 两个不同的官能团,且能互相反应 (特例 除外,如—OH) ,相同单体 之间自行缩去 小分子,形成高分子聚合物. 反应体系至少有两种单体,且单体的条件满足缩聚反应的要求,单体本身含有 的官能团可以相同,也可以不同;缩聚 具有无规则性,可以自身缩聚后再和另 一单体进行缩聚,也可以交替的进行缩 聚. 共缩聚反应

2:解释下列术语,并说明两者的关系或差异 (1)反应程度与转化率

反应程度是已经参加反应的官能团数与初始时间的官能团的总数的比值 转化率已经参加反应的单体分子数与初始体分子数的比值 两者的区别在于:定义的基准不同, 转化率最高可以等于100% 而反应中程度最高也不能 等于100%

(2)官能团与官能度

官能团:参与反应并表征反应类型的原子(团

官能度: 单体分子中反应点的数目叫做单体功能度 一般就等于单体所含功能基的数目

(3)平均官能度与凝胶点 平均官能度:有两种或两种以上单体参加的混缩聚或共缩聚反应中在达到凝胶点以前的线形缩聚阶段,反应体系中实际能够参加反应的官能团数与单体总物质的量之比。 凝胶点: 多官能团单体聚合到某一程度,开始交联,粘度突增,气泡也难上升,

出现了所谓的凝胶,这时的反应程度称作凝胶点。

(4)均缩聚与共缩聚

共聚是两种及以上单体进行连锁聚合 缩聚是逐步聚合,

所以这两种,从本质上来说,其聚合机理是不同的,一个是连锁,一个是逐步 但相同之处,则在于,在成分上,都不是只有一种组分,或一种单体,而是二种及以上

3. 己二酸和下列化合物反应,哪些能形成聚合物?

(1)乙醇 (2)乙二醇 (3)甘油 (4)苯胺 (5)己二酸 答:己二酸能与乙二醇和甘油分别反应形成聚酯化合物。

4. 写出并描述下列缩聚反应所形成的聚酯的结构。它们的结构与反应物质相对量有无关系?如有关系,请说明差别。

(1)HO-R-COOH; (2)HOOC-R-COOH+HO-R1-HO; (3)HO-R-COOH+HO-R1-(OH)2 答:(1)为均缩聚反应 结构为 HO-[-R-COO-R-]n-COOH

(2)为混缩聚反应 若是等物质量的醇和酸反应则结构为HOOC-[-R-COO-R1-]n-OH 若醇多于酸则结构式为 HO-[-R-COO-R1-]n-OH 若酸多于醇则结构式为 HOOC-[-R-COO-R1-]n-COOH (3)因为有单官能团的物质存在,很难生成高聚物。在很小的范围内若HO-R-COOH多于HO-R1-(OH)2 反应就等同于(1) 聚酯的结构式为HO-[-R-COO-R-]n-COOH。若HO-R-COOH少于HO-R1-(OH)2则聚酯端头的羧基会与HO-R1-(OH)2酯化。 5. 获得高分子量缩聚物的基本条件有哪些?

答:1、高活性的单体;2、单体要纯洁,没有单官能团化合物;3、.官能团等摩尔比;4.、尽可能高的反应程度,包括温度控制、催化剂、后期减压排除小分子、惰性气体保护等。 11答:熔融聚合其实质相当于本体聚合,只有单体和少量的催化剂,产物纯净,分离简单,特点是反应时间长,由于反应时间长所以需要在惰性环境中进行,为了使小分子副产物排除反应体系外,因此需在真空中进行 溶液聚合,但提加适当的催化剂在溶剂中进行的缩聚反应重要的是溶剂的选择一般极性的好二溶剂化作用 和溶剂的副作用

界面缩聚反应 两单体分别和溶于水中,在界面处进行聚合单体的选择应选活性高的单体如二元胺和二元酰氯在室温下就可以反应很快

而固相聚合这反应的优点是可以避免高温熔融缩聚反应下发生的副反应提高产物的质量, 7. 了解不平衡缩聚反应及其逐步聚合反应:氧化偶联缩聚在特殊催化剂存在的条件下苯及其衍生物通过氧化反应而实现偶联聚合反应机,反应属于不可逆的逐步聚合一般变现为脱氢反应

自由基缩聚,有机物可以在自由基引发剂作用下生成活性适当的自由基然后自由基的偶合 然后在偶合最后完成缩聚反应

活性化缩聚逐步反应的问题有单体活性低导致反应条件苛刻反应的平衡性障碍,因此为解决这类问题人们一些新化合物高活性,在常温下也可以进行的单体

聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯 聚酰胺酯 酚醛树脂等的特性是耐热,等优点

9 .影响线形聚合物聚合度的因素有:a、反应程度对聚合度的影响 b、缩聚平衡对聚合度的影响, 两单体等当量,小分子副产物未排出

正、逆反应达到平衡时,总聚合速率为零,则

整理

解方程 即

P > 1 此根无意义

聚酯化反应,K = 4, P = 0.67,X n到3 在封闭体系< 酰胺反应,K = 400,P = 0.95,X n到21 不可逆反应 K = 104,P = 0.99,X n到101 10. 体型缩聚中出现凝胶时的反应程度称为凝胶点;产生凝胶的充分必要条件是a、有 f>2

的单体参加反应 b、官能度>2 、pc 才能产生凝胶

11. 熔融缩聚:是单体和聚合产物均处于熔融状态下的聚合反应,只有单体和少量催化剂。特征:产物纯净,分离简单;反应温度高;反应时间长。

固相缩聚:是指反应物原料在固体状态下的缩合反应。在高聚物合成领域,固相缩聚特别适合于可结晶的高聚物。

特征:a、固相缩聚的分子量相对于一般缩聚明显提高,力学性能有较大幅度提高,使其产品有广泛的应用领域。b、反应温度较低,有效抑制副反应的发生。c、反应能耗较低。d、工艺环保,流程简单。

溶液缩聚:单体在惰性溶剂中进行缩聚反应。

特征:a、反应温度较低,一般为40~100。 b、反应设备简单。 c、由于溶剂的引入,设备利用率低。

界面缩聚:利用高反应活性的单体在互不相溶的两种液体界面处迅速进行的非均相缩聚。

特征:a、在常温在进行,温度易控制。b、是一种不平衡缩聚反应,小分子副产物可被溶剂中某一物质所消耗吸收。c、反应速率受单体扩散速率控制。d、单体为高反应性,聚合物在界面迅速生成.

12,聚酯化和聚酰胺化的平衡常数有何差别,对缩聚条件有何影响? 答:缩聚反应的可逆程度可由平衡常数来衡量。

1、聚酯化反应平衡常数K约等于四,低分子副产物水的存在对聚合物分子量的提高很有影响,需在高度减压条件下脱除。

2、聚酰胺化反应平衡常数K约等于300到400,水对聚合物分子量有所影响,聚合早期可在水介质中进行;只是后期,需在一定减压条件下脱水,提高反应程度。 13,简述环氧树脂的合成原理和固化原理

答:1、合成原理

环氧树脂是由双酚A和环氧氯丙烷在碱性催化剂(通常用NaOH)作用下缩聚而成。 2、环氧树脂的固化原理

在环氧树脂的结构中有羟基(〉CH—OH)、醚基(—O—)和极为活泼的环氧基存在,羟基和醚基有高度的极性,使环氧分子与相邻界面产生了较强的分子间作用力,而环氧基团则与介质表面(特别是金属表面)的游离键起反应,形成化学键。因而,环氧树脂具有很高的黏合力,但是,环氧树脂在未固化前是呈热塑性的线型结构,使用时必须加入固化剂,固化剂与环氧树脂的环氧基等反应,变成网状结构的大分子 ,成为不溶且不熔的热固性成品。