高分子材料习题答案2013.docVIP

高分子材料习题(答案)： 1、何谓重复单元、结构单元、单体和聚合度? 答：聚合物中化学组成相同的最小单位称为重复单元。 构成高分子链并决定高分子结构以一定方式连接起来的原子组合称为结构单元。 能形成高分子化合物中结构单元的低分子化合物称为单体。 高分子链中重复单元的重复次数称为聚合度。 2、什么叫等规（全同立构）、间规（间同立构）和无规聚合物？试举例说明。 答：聚合物分子链由相同构型链节（R、S或l-构型、d-构型）连接而成的聚合物称为等规（或称全同立构）聚合物。聚合物分子链由R、S链节交替联接而成的聚合物称间规或称间同立构聚合物。聚合物分子链中R和S呈无规排列的聚合物称无规聚合物。以聚丙烯为例 3、 聚合物的平均分子量有几种表示方法，写出其数学表达式。 答：（1） 数均分子量 (2) 重均分子量 以上两式中Ni、Wi、Mi分别代表体系中i聚体的分子数、质量和相对分子质量。ΣNi、ΣWi和ΣMi分别代表对相对分子质量不等的所有分子，从i等于1到无穷的总和，和分别代表i聚体的分子分率和质量分率。 （3）黏均分子量 或 (4) Z均分子量 式中，α是高分子稀溶液特性黏度—相对分子质量关系式中的指数，一般为0.5~0.9. 4、 写出下列单体的聚合反应式，以及单体、聚合物名称 a、 b、CH2===C(CH3)2 c、 HO(CH2)5COOH d、 e、NH2(CH2)6NH2 + HOOC(CH2)4COOH 答： a、 b、 c、 d、 e、 5、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。 解：当己二酸过量时，尼龙-66的分子结构为 结构单元的平均分子量M0＝(112＋114)/2=113 己二胺和己二酸的配料r 当反应程度P = 0.994时，求r值 己二胺和己二酸的配料比 6、简要解释下列名词，各种聚合方式的优缺点 (1)本体聚合；(2)溶液缩聚；(3)熔融缩聚；(4)悬浮聚合；(5)乳液聚合；(6)界面缩聚；（7）溶液聚合；(8)固相缩聚； 7、苯乙烯本体聚合的工业生产分为两个阶段。首先于80~85℃使苯乙烯预聚至转化率33~35%。然后流入聚合塔，塔内温度从100℃递升至200℃。最后将熔体挤出造粒。试解释采取上述步骤的原因。 答：如何排散聚合热，维持聚合温度恒定是实施本体聚合时必须考虑和解决的主要问题。苯乙烯本体聚合的生产分段进行，是为了先在较低温度下使苯乙烯以较低聚合速率转化，有利于聚合热的排散；同时由于转化率不高，聚合体系的粘度低，也有利于排散自动加速效应带来的集中放热，以避免由于局部过热导致产物分子量分布较宽以及由温度失控而引起爆聚。在聚合塔中逐渐升温聚合是为了逐渐提高单体转化率，尽量使单体完全转化，减少残余单体。 8、下列引发剂何者能引发乙烯、丙烯或丁二烯的配位聚合？形成何种立构规整聚合物？ （1）n-C4H9Li （2）α-TiCl3/AlEt2Cl （3）萘-Na （4）（π-C4H5）NiCl (5) (π-C3H5)NiCl (6) TiCl4/AlR3 答： 引发剂（1）和（3）均能引发丁二烯聚合，属配位聚合范畴。但前者在非极性溶剂中形成顺式1，4含量为35%~40%的聚丁二烯，在极性溶剂中或采用后者则形成1，2或反式1，4聚合物。但它们均不能引发乙烯或丙烯聚合。 引发剂（2）可引发丙烯的配位聚合，形成全同立构（约90%）聚丙烯。也可引发乙烯聚合。 引发剂（4）、（5）和（6）均可引发丁二烯的配位聚合，但（4）只能得环状低聚物，（5）可得顺式1，4大于90%的聚丁二烯，（6）却可得顺式1，4和反式1，4各半的聚合物；（6）虽也能引发丙烯的配位聚合，但不仅活性低而且所得聚丙烯的全同聚合指数仅有30~60；引发剂（4）和（5）一般不能引发乙烯聚合，（6）却是引发乙烯聚合的常规引发剂。 9、使用Ziegler-Natta引发剂时，为保证实验成功，需采取哪些必要的措施？用什么方法除去残存的引发剂？怎样分离和鉴定全同聚丙烯。 答： 由于Ziegler-Natta引发剂大都是过渡金属卤化物和有机铝化合物，它们遇到H2O、O2、CO2等会发生剧烈反应，从而破坏引发剂，所以聚合时体系需保持干燥，所需试剂均需脱H2O和O2处理。溶剂不能含活泼氢和有害杂质。为防止空气进入，聚合需在高纯N2保护下进行。残存的引发剂可通过加H2O、醇或螯合剂来脱除，随后进行干燥。原则上讲，聚丙烯可用熔点、密度、红外光谱或溶解萃取来鉴定其立构纯度。其中最常用的是沸腾庚烷萃取