高分子化學期末考試試卷及答案(共7頁)

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 一、基本概念題（共10分,每題2分） ⒈ 聚合物相對分子質(zhì)量穩(wěn)定化法：聚合物相對分子質(zhì)量達到要求時,加入官能團封鎖劑,使縮聚物兩端官能團失去再反應的能力,從而達到控制縮聚物相對分子質(zhì)量的目的的方法。 ⒉ 體型縮聚的凝膠點：體型縮聚中出現(xiàn)凝膠時的反應程度，記作 ⒊ 乳化劑的親水親油平衡值HLB：根據(jù)乳化劑親油基和親水基對其性能的貢獻,給每一種乳化劑一個數(shù)值叫親水親油平衡值,用HLB來表示，它表示乳化劑的親水性能的大小。 ⒋ 本體聚合：單體在少量引發(fā)劑作用下形成高聚物的過程。 ⒌ 引發(fā)劑的誘導分解：鏈自由基向引發(fā)劑的轉(zhuǎn)移反應。 二、填空題（共20分

2、,每空1分） ⒈ 體型縮聚物有 環(huán)氧樹脂 、酚醛樹脂、 脲醛樹脂 和 不飽和聚酯樹脂 等。 ⒉ 線型縮聚物有 PET樹脂、 PA-66樹脂、 PC 和 PA-1010樹脂 等 。 ⒊ 計算體型縮聚的凝膠點有 Carothers 方程和 Flory 統(tǒng)計公式。 ⒋ 引發(fā)劑的選擇原則是根據(jù)聚合實施方法選擇 引發(fā)劑種類 、 根據(jù)聚合溫度選擇 分解活化能適當?shù)囊l(fā)劑 、根據(jù)聚合周期選擇 半衰期適當?shù)囊l(fā)劑 。 ⒌ 本體聚合應選擇 油溶性 引發(fā)劑、乳液聚合應選擇 水溶性 引發(fā)劑。 三、簡答題（共25分，每題5分，意義不完全者適當扣分） ⒈ 界面縮聚的特點

3、是什么? ⑴ 界面縮聚是不平衡縮聚,需采用高反應活性的單體，反應可在低溫下進行,逆反應的速率很低,甚至為0。屬于不平衡縮聚?？s聚中產(chǎn)生的小分子副產(chǎn)物容易除去,不需要熔融縮聚中的真空設備。同時,由于溫度較低避免了高溫下產(chǎn)物氧化變色降解等不利問題。 ⑵ 反應溫度低,相對分子質(zhì)量高。 ⑶ 反應總速率與體系中單體的總濃度無關,而僅決定于界面處的反應物濃度.只要及時更換界面,就不會影響反應速率。聚合物的相對分子質(zhì)量與反應程度、本體中官能團物質(zhì)的量之比關系不大, 但與界面處官能團物質(zhì)的量有關. ⑷ 界面縮聚由于需要高反應活性單體,大量溶劑的消耗,使設備體積寵大,利用率低。因此,其應用受到限制。

4、⒉ 請指出在什么條件下自由基聚合反應速率與引發(fā)劑濃度c(I)的反應級數(shù)為：⑴ 0級；⑵ 0.5級；⑶ 0.5~1級；⑷ 1級 ⑸ 0~0.5級。 答:：⑴ 熱聚合時，，聚合速率與引發(fā)劑濃度無關。 ⑵ 雙基終止時，，聚合速率對引發(fā)劑濃度為0.5級反應。 ⑶ 單、雙基終止兼而有之時，，聚合速率對引發(fā)劑濃度為0.5~1級反應。 ⑷ 單基終止時，，聚合速率對引發(fā)劑濃度為1級反應。 ⑸ 選用偶氮苯三苯甲烷引發(fā)劑時，，聚合速率對引發(fā)劑濃度為0~0.5級反應。 ⒊ 為什么自由基聚

5、合時聚合物的相對分子質(zhì)量與反應時間基本無關，縮聚反應中聚合物的相對分子質(zhì)量隨時間的延長而增大？ 自由基聚合遵循連鎖聚合機理：鏈增加反應的活化能很低，，聚合反應一旦開始，在很短的時間內(nèi)（0.01s~幾秒）就有成千上萬的單體參加了聚合反應,也就是生成一個相對分子質(zhì)量幾萬~幾十萬的大分子只需要0.01s~幾秒的時間(瞬間可以完成)，體系中不是聚合物就是單體,不會停留在中間聚合度階段，所以聚合物的相對分子質(zhì)量與反應時間基本無關。而縮聚反應遵循的是逐步聚合機理：單體先聚合成低聚體，低聚體再聚合成高聚物。鏈增加反應的活化較高，生成一個大分子的時間很長，幾乎是整個聚合反應所需的時間，縮聚物的相對分子質(zhì)量隨

6、聚合時間的延長而增大。 ⒋ 何謂聚合物官能團的化學轉(zhuǎn)化？在聚合物官能團的化學轉(zhuǎn)化中，影響官能團轉(zhuǎn)化的因素是什么?官能團的轉(zhuǎn)化率一般為多少？ 答：由于高分子的化學反應是通過官能團的化學轉(zhuǎn)化而實現(xiàn)的,所以又可以將聚合物的化學反應稱為聚合物官能團的化學轉(zhuǎn)化。 因為聚合物的化學反應的復雜性,官能團的轉(zhuǎn)化,一般為86.5%。這主要是因為擴散因素的影響、鄰近基團的影響和相鄰官能團成對反應的限制。 ⒌ 甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、苯乙烯、馬來酸酐、醋酸乙烯、丙烯腈等單體分別與丁二烯共聚，試以交替傾向的次序排列上述單體，并說明原因。 單體(M1) 單體(M2)

7、甲基丙烯酸甲酯 丁二烯 0.25 0.75 0.1875 丙烯酸甲酯 丁二烯 0.05 0.76 0.038 苯乙烯 丁二烯 0.58 1.35 0.783 馬來酸酐 丁二烯 5.7410-5 0.325 1.8610-5 醋酸乙烯 丁二烯 0.013 38.45 0.499 丙烯腈 丁二烯 0.02 0.3 0.006 根據(jù) 乘積的大小，可以判斷兩種單體交替共聚的傾向。即趨向于0 ，兩單體發(fā)生交替共聚；越趨于零，交替傾向越大。根據(jù)單體的、和值上述各單體與丁二烯產(chǎn)生交替共聚的次序為： 馬來酸酐>丙烯腈>丙烯酸甲酯>甲基丙烯酸甲酯>醋

8、酸乙烯>苯乙烯。 四、（共5分，每題1分）選擇正確答案填入( )中。 ⒈ 接技共聚物可采用（ ⑵ ）聚合方法。 ⑴ 逐步聚合反應 ⑵ 聚合物的化學反應 ⑶ 陽離子聚合 ⑷ 陰離子聚合 ⒉ 為了得到立構(gòu)規(guī)整的1.4-聚丁二烯，1,3 –丁二烯可采用( ⑷ )聚合。 ⑴ 自由基聚合 ⑵ 陰離子聚合 ⑶ 陽離子聚合 ⑷ 配位聚合 ⒊ 工業(yè)上為了合成滌綸樹脂(PET)可采用( ⑴ )聚合方法。 ⑴ 熔融縮聚 ⑵ 界面縮聚 ⑶ 溶液縮聚 ⑷ 固相縮聚 ⒋ 聚合度變大的化學反應是(⑶ ) ⑴ PVAc的醇解 ⑵ 纖

9、維素硝化 ⑶ 高抗沖PS的制備 ⑷ 離子交換樹脂的制備 ⒌ 表征聚合物相對分子質(zhì)量的參數(shù)是( ⑶、⑷ ) ⑴ ⑵ t1/2 ⑶ ⑷ 五、計算題（共40分，根據(jù)題目要求計算下列各題） ⒈ (15分) 苯乙烯在60℃以過氧化二特丁基為引發(fā)劑，苯為溶劑進行溶液聚合。當單體苯乙烯的濃度c(M)=1mol/L，引發(fā)劑濃度c(I)=0.01mol/L時，引發(fā)和聚合的初速分別為410-11 mol/Ls和1.510-7mol/Ls。試根據(jù)計算判斷低轉(zhuǎn)化率下，在上述聚合反應中鏈終止的主要方式？真正終止和鏈轉(zhuǎn)移終止的比例？ 已知：60℃時CM=8.010-5，Cl

10、=3.210-4，CS=2.310-6，苯乙烯的密度為0.887g/mL，苯的密度為0.839g/mL。設苯乙烯-苯體系為理想溶液。 解: c(M)=1.0mol/L， c(I)=0.01 mol/L mol / (Ls)， mol/(Ls) （2分） 苯乙烯-苯體系為理想溶液，mol/L （2分） 苯乙烯60℃時，動力學鏈終止完全是偶合終止， (1分) (2(5分) (1分) 偶合終止所占

11、的比例為 (2分) 轉(zhuǎn)移終止所占的比例為： (2分) ⒉ （共12分）等摩爾比的乙二醇和對苯二甲酸于280℃下進行縮聚反應，已知平衡常數(shù)K=4.9。如果達到平衡時所得聚酯的=15。 ⑴ 用縮聚反應中官能團等活性理論的假定表示該縮聚反應，并推導平衡常數(shù)K和平均聚合度的關系式。 ⑵ 試問此時體系中殘存的小分子水的摩爾分數(shù)為多少？ 解：⑴ （8分） 用縮聚反應中官能團等活性理論的假定表示該縮聚反應： t=0 n0 n0 P 0

12、 0 t時平衡 n n K （n0-n ） nW （5分，每錯一處扣除1分） 式中 n0——起始羥基和羧基的官能團數(shù)目； P——平衡時反應程度； nw——平衡時小分子水的分子數(shù)。 推導平衡常數(shù)K和平均聚合度的關系式： （3分）⑵ （4分） （1分） （1分） （2分） 即體系殘余的小分子

13、水的分數(shù)。 ⑶ (共13分)甲基丙烯酸甲酯(M1)與苯乙烯(M2)，在60℃下進行自由基共聚合。 已知：r 1= 0.46 , r 2=0.52 ； 請： ⑴ (10分)畫出曲線（計算五個點）。 ⑵ （3分）為了得到：組成比較均一的共聚物應采用何種投料方法？ 解： 計算結(jié)果（8分） 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 0 0.156 0.266 0.351 0.423 0.490 0.559 0.629 0.715 0.829 1.0 （1分） （1分） 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 x 1 圖 曲線（2分） 為了得到：組成比較均一的共聚物應采用調(diào)節(jié)起始單體投料比的一次投料法（2分），使，控制一定的轉(zhuǎn)化率結(jié)束反應（1分）。 專心---專注---專業(yè)