高分子化学模拟试卷(一)答案.doc

PAGE PAGE 3 《高分子化学》模拟试卷（一）答案 一、基本概念题（共15分,每题3分） ⒈ 重复单元及平均聚合度：聚合物大分子中以共价键相互连接的、重复出现的、小而简单的结构单位称为重复单元。结构单元的数目称为平均聚合度。 ⒉ 悬浮聚合及其组分：溶有引发剂的单体，借助于悬浮剂的悬浮作用和机械搅拌,使单体以小液滴的形式分散在介质水中而聚合为高聚物的过程。其主要组分是单体、油溶性引发剂、悬浮剂和介质水。 ⒊ 稳态的假定及其适用范围：在自由基聚合体系中,经历很短一段时间后,假定体系中自由基浓度不变,或者说引发速率等于终止速率,体系进入稳态,构成动平衡。适用于低转化率55~10%。 ⒋ 自动加速现象(凝胶效应)及其后果：在自由基聚合体系中,当转化率达到一定值时,聚合反应的速率增加,聚合物的相对分子质量也随之增加的现象。其后果是聚合速率和聚合物的相对分子质量都增加。 ⒌ 竞聚率r1、r2及其物理意义：r1是单体M1均聚链增长反应速率常数与 M2共聚链增长反应速率常数之比。r2是单体M2均聚链增长反应速率常数与 M1共聚链增长反应速率常数之比。r1、r2表征两种单体的相对活性,特称为竞聚率 二、判断题（共10分） ⒈ (5分)判断下列单体能否通过自由基聚合形成高相对分子质量聚合物，并说明理由。 ⑴ CH2=C(C6H5)2 不能。因二个苯基体积大，位阻效应。 ⑵ CH2=CH-OR 不能。因-OR是强的推电子取代基。 ⑶ CH2=CHCH3 不能。因-CH3是推电子取代基。 ⑷ CH2=C(CH3)COOCH3 能。因-CH3是弱推电子取代基，而-COOCH3是较强的吸电子取代基，二者垒加结果有弱的吸电子效应。 ⑸ CH3CH=CHCOOCH3 不能。因有1,2-二元取代基，位阻效应。 ⒉ (5分)判断下列单体对，哪对单体较容易形成交替共聚物？并说明理由。 ⑴ 醋酸乙烯酯(M1)和丙烯腈(M2) r1＝0.06，r2＝4.05； 0.243 ⑵ 丙烯酸甲酯(M1)和偏二氯乙烯(M2) r1＝0.84，r2＝0.9； 0.756 ⑶ 苯乙烯(M1)和醋酸乙烯酯(M2) r1＝55，r2＝0.9； 49.5 ⑷ 甲基丙烯腈(M1)和-甲基苯乙烯(M2) r1＝0.15，r2＝0.21 0.032 该对单体较容易形成交替共聚物。 ⑸ 苯乙烯(M1)和马来酸酐(M2) r1＝0.01，r2＝0 0 该对单体容易形成交替共聚物。 三、问答题（共20分，根据题目要求回答下列各题） ⒈（5分）何谓氧化-还原引发剂？写出Fe2++K2S2O8和Fe2++氢过氧化异丙苯氧化-还原反应产生自由基的反应式。 在过氧类引发剂中加上还原剂，通过氧化-还原反应产生自由基。这种体系称为氧化-还原引发体系或称氧化-还原引发剂。 ⒉（5分）聚乙烯、乙-丙二元共聚物大分子中无双键,说明其交联方法和交联的目的？并写出有关的化学反应方程式。 聚乙烯、乙-丙二元共聚物可以用过氧化物做交联剂与其共热而交联。聚乙烯交联后,可增加强度,提高使用温度,乙-丙二元共聚物交联后成为有用的弹性体。交联机理如下 ⒊（10分）以BF3为引发剂，H2O为共引发剂，形成活性单体的反应为慢反应，终止方式为自发终止，写出异丁烯阳离子聚合有关的化学反应方程式，并推导聚合速率方程？ 有关的化学反应方程式（5分） 慢反应推导聚合速率方程（5分） 慢反应 三、计算题（共36，根据要求计算下列各题） ⒈ (共14分)在一溶液聚合体系中，某单体浓度c(M)=0.2mol/L，某过氧化物引发剂浓度c(I)=4.0×10-3mol/L，60℃进行自由基聚合。已知kp=1.45×102L/mol·s，kt=7.0×107 L/mol·s，f=1，引发剂半衰期44h。 ⑴ (6分)求初期聚合速率？ ⑵ (4分)初期动力学链长? ⑶ (4分)当转化率达50%时所需的时间? 解：⑴ 根据题意 c(M)=0.2mol/L，c(I)=4.0×10-3mol/L 由， 可得 （2分） （2分） （2分）解：⑵ （2分） （2分） 解：⑶ （2分） （2分） ⒉ （共16分）甲基丙烯酸甲酯(M1)-苯乙烯共聚(M2) r1=0.46, r2=0.52 ⑴已知：m2=15% ⑴ ⑵ 画出x’1~x1曲线 解： ⑴ （1分） （2分） （1分） （2分）⑵ （2分） 计算结果（8分） 0 0.2 0.4 0.6 0.8