高分子化学计算-习题课.docVIP

1.由1mol乙二醇和1mol已二酸合成的聚酯树脂，两基团数完全相等，且忽略端基对Mn的影响。如需得到数均分子量Mn=5000的树脂产品，应控制该缩聚反应的反应程度P为多少？（10分） 解：聚合反应式 ： nHO-(CH2)2-OH+nHOOC-(CH2)4-COOH→H-[-O-(CH2)2-OOC-(CH2)4-CO-]n-OH+(2n-1)H2O （2分） 其重复结构单元分子量为： M0=172 （1分） 重复结构单元数=聚合度 DP=Mn/ M0=5000/172=29 （2分） 结构单元数 Xn=2DP=2×29=58 （2分） 反应程度 p=1-1/Xn=1-1/58=1-0.017=0.983=98.3% （3分） 答：应控制缩聚的反应程度P为98.3% 2．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）假定原始混合物中羧基的总数为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， （2）r=Na/Nb=2×(1-0.005) /(2×1)=0.995 （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 解得P＝ 3．1mol的己二胺和0.88mol的己二酸进行缩聚，外加0.01mol的乙酸作为分子量调节剂。试求反应程度到达0.99时所得缩聚产物的数均聚合度。 4．生产尼龙-66，想获得数均分子量为13500的产品，采用己二酸过量的办法, 若使反应程度P达到0.994，试求己二胺和己二酸的配料比。 1.苯乙烯的聚合反应在60℃下进行，采用过氧化二苯甲酰作引发剂，如果要求初期聚合反应速度2.5×10-4 mol / L·s，初期产物的平均聚合度=1000时，试求引发剂的浓度应为多少？（12分） 已知：BPO的分解速率常数为K d=2.9×10-6S-1,f=1； 假设链终止包括77%偶合终止和23%歧化终止，且不考虑链转移反应。 解： 由 （或 ） （3分） 得 　 （3分） f=1， （3分） 可得： （3分） 2．以过氧化二特丁基作引发剂，在60℃下研究苯乙烯聚合。已知苯乙烯溶液浓度为1.0 mol/L，引发剂浓度为0.01 mol/L，引发和聚合的初速率分别为4.0×10-11 和1.5×10-7 mol/L·s。CM=8.0×10-5，CI=3.2×10-4，CS=2.3×10-6。求： （1）fkd=？ （2）聚合初期动力学链长。 （3）聚合初期聚合度。 解： ①fkd=2×10-9S-1 ②?聚合初期ν=3750 ③?=4200 单体转化率达到10%需要多少时间？ 3．醋酸乙烯酯在60℃以偶氮二异丁腈为引发剂进行本体聚合，其动力学数据如下： [I]=0.026×10-3 mol/L，[M]=10.86 mol/L，f=1，kd = 1.16×10-5s-1，kP = 3700 L/mol·s，kt = 7.4×107 L/mol·s，CM =1.91×10-4，歧化终止占动力学链终止的90%，求所得聚醋酸乙烯酯的聚合度。（不考虑其他链转移反应） 解：=5058。 1．为了改进聚氯乙烯的性能，常将氯乙烯（M1）与醋酸乙烯(M2)共聚得到以氯乙烯为主的氯醋共聚物。已知在60℃下上述共聚体系的r1=1.68, r2=0.23,试具体说明要合成含氯乙烯质量分数为80％的组成均匀的氯醋共聚物应采用何种聚合工艺？ 2．乙烯、丙烯以及TiCl4/Al(C6H13)3在乙烷中进行共聚合，已知rE=33.36，rP=0.032，若欲制得等摩尔比的乙丙橡胶，初始配料比应是多少？ 解：由于rB=33.36，rP=0.032，故 rB×rP=1.067≈1 因此可粗略的为1/rP=rB 带入共聚物组成方程，整理后得 d[M1]/d[M2]=r1[M1]/[M2] 已知d[M1]/d[M2]=50/50，r1=rB=33.36 代入后计算得 [M1]/[M2]=1/33.36≈3/97 甲基丙烯酸甲酯 丁二烯