高分子化学复习总结.docx

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一、说明以下名词的含义〔10 分，每题 1 分〕
平均相对分子质量
一般合成聚合物是由很多相对分子质量大小不等的同系物分子组成的混合物。因此，高分子化合物的相对分子质量只是这些同系物相对分子质量的统计平均值。
平均官能度
体系中可能反响的官能团总数与体系分子数之比称平均官能度。
无规预聚物和构造预聚物
聚合物链端的未反响官能团的种类和分布完全无规的预聚物叫做无规预聚物；分子链端的未反响官能团完全一样的预聚物叫做构造预聚物。
Zieler-Natta 催化剂
由Ⅳ-Ⅷ族过渡金属化合物与Ⅰ -Ⅲ主族金属烷基化合物组成的二元体系很多都具有引发 a-烯天烃进展配位聚合的活性，这一大类体系叫做Zieler-Natta 催化剂〔引发剂体系〕。
自动加速现象
在自由基聚合反响中，由于聚合体系黏度增大而使活性链自由基之间的碰撞时机削减，双基终止难于发生，导致自由基浓度增加，此时单体仍旧能够与活性链发生连增长反响，从而使聚合速率自动加快的现象。
功能高分子
对物质、能量和信息具有传输、转换和储存功能的高分子材料。
遥爪聚合物
在极端纯洁的阴离子聚合反响体系中，参加某些试剂如环氧乙烷、二氧化碳等可以生成大分子的一端或两端带活性官能团的聚合物。8．三大高分子材料
橡胶、塑料、纤维称高分子三大材料。
反响程度和转化率
已经参与反响的官能团与起始官能团的物质的量的比值即为反响程度。已经参与了反响的反响物〔单体〕与起始反响物〔单体〕的物质的量的比值即为转化率。
活性聚合
在无链转移和链终止反响发生的连锁聚合反响条件下，聚合反响完成以后大分子链端仍旧保存着活性，一旦参加单体即可重开头聚合反响的反响叫活性聚合。
凝胶化
体形缩聚反响进展到肯定程度，系统的黏度突然增加，消灭具有弹性的凝胶壮物质的现象。
竟聚率
两种单体均聚速率常数与共聚常数之比称为竟聚率：
r =k /k r =k /k
1 11 12 2 22 21
？写出三大合成材料各一个品种的名称、单体聚合的反响式，并指出它们分别属于连锁聚合还是逐步聚合。〔10 分〕合成塑料、合成纤维和合成橡胶称三大合成材料。〔1 分〕
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合成塑料—聚乙烯 〔3 分〕
2
nCH =CH →-[CH -CH ]n- 连锁反响
2 2 2
合成纤维—尼龙-66〔3 分〕
nHOOC〔CH 〕 COOH + nH N〔CH 〕 NH
2 4 2 2 6 2
已二酸 已二胺 HO-[OC〔CH 〕 CO-HN〔CH 〕 NH] - +〔2n-1〕H O
2 4 2 6 n 2
逐步聚合
合成橡胶—顺丁橡胶〔3 分〕
nCH2=CHCH=CH2 → -[ CH2-CH=CH-CH2]n-
连锁聚合
三．与逐步聚合、连锁聚合比较，说明开环聚合的特点。〔20 分〕 开环聚合的特征：
开环聚合既不同于连锁聚合,也不同于逐步聚合,其特征为:
⒈ 聚合过程中只发生环的裂开,基团或者杂原子由分子内连接变为分子间连接,并没有的化学键和的基团产生。
⒉ 与连锁聚合相比较
连锁聚合的推动力是化学键键型的转变，虽然大多数环状单体是按离子型聚合机理进展的 ,但开环聚合的推动力是单体的环张力,这一点与连锁聚合不同。
开环聚合所得的聚合物其构造单元的化学组成与单体的化学组成完全一样,这一点与连锁聚合一样。
⒊ 与逐步聚合反响相比较
开环聚合虽然也是制备杂链聚合物的一种方法 ,但聚合过程
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中并无小分子缩出。
开环聚合的推动力是单体的环张力 ,聚合条件比较温顺,而逐步聚合的推动力是官能团性质的转变,聚合条件比较苛刻.
所以,用缩聚难以合成的聚合物,用开环聚合较易合成。
开环聚合所得的聚合物中,其基团是单体分子中固有的；而逐步聚合所得到的聚合物中,其基团是在聚合反响中,单体分子间官能团的相互作用而形成的。
四．说明低聚物、齐聚物、高聚物、高分子、大分子诸名词的含义，
以及它们之间的关系与区分。
答：○1 低聚物又称齐聚物。高分子与低分子的区分在于前者分子量很高，通常将分子量高于约 1 万的称为高分子(polymer)，分子量低于约 1000 的称为低分子。分子量介于高分子和低分子之间的称为低聚物(oligomer，又称齐聚物)。一般高聚物的分子量为 104~106，分子量大于这个范围的又称为超高分子量聚合物。但是在行业中，比方P AM，分子量在 1500~1800 万以上的才称为超高分子量 PAM。
○2 高聚物、高分子、大分子。英文的“高分子”主要有两个词，即 polymer 和 macromolecule。前者又可译作聚合物或高聚物；譬如聚氯乙烯。后者又可译作大分子。这两个词虽然常混用，但仍有肯定区分，前者通常是指有肯定重复单元的合成产物，一般不包括自然高分子，而后者指分子量很大的一类化合物，包括自然和合成高分子， 也包括无肯定重复单元的简单大分子。譬如胰岛素。
< 1000 < <10000 <
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高分子
低分子 过渡区〔低聚物，齐聚物〕
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五、甲醇钾为引发剂聚合得到的聚环氧乙烷分子量高达 3～4 万，但在同样条件下，聚环氧丙烷的分子量却只有 3000～4000，为什么？ 说明两者聚合机理有何不同。
答：环氧丙烷阴离子开环聚合的机理与环氧乙烷有些差异，反映在开环方式和链转转移上。
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环氧丙烷构造不对称，可能有两种开环方式，其中β-C(CH
2
)原子
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空间位阻较少，易受亲核进攻，成为主攻点。但两种开环方式最终产物的头尾构造却是一样的。
环氧乙烷阴离子开环聚合产物的分子量可达(3～4)×104，而环氧丙烷开环聚分子量仅 3000～4000，缘由是环氧丙烷分子中甲基上的氢原子简洁被夺取而转移，转移后形成的单体活性种很快转变成烯丙醇钠离子对，可连续引发聚合，但使分子量降低。
六．与逐步聚合、连锁聚合比较，说明开环聚合的特点。〔20 分〕 开环聚合既不同于连锁聚合,也不同于逐步聚合,其特征为:
⒈ 聚合过程中只发生环的裂开,基团或者杂原子由分子内连接变为分子间连接,并没有的化学键和的基团产生。
⒉ 与连锁聚合相比较
连锁聚合的推动力是化学键键型的转变，虽然大多数环状单体是按离子型聚合机理进展的 ,但开环聚合的推动力是单体的环
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张力,这一点与连锁聚合不同。
开环聚合所得的聚合物其构造单元的化学组成与单体的化学组成完全一样,这一点与连锁聚合一样。
⒊ 与逐步聚合反响相比较
开环聚合虽然也是制备杂链聚合物的一种方法 ,但聚合过程中并无小分子缩出。
开环聚合的推动力是单体的环张力 ,聚合条件比较温顺,而逐步聚合的推动力是官能团性质的转变,聚合条件比较苛刻.
所以,用缩聚难以合成的聚合物,用开环聚合较易合成。
开环聚合所得的聚合物中,其基团是单体分子中固有的；而逐步聚合所得到的聚合物中,其基团是在聚合反响中,单体分子间官能团的相互作用而形成的。
除此之外,开环聚合可自动地保持着官能团等物质的量,简洁制得高相对分子质量的聚合物。而缩聚反响只有在两种单体的官能团等物质的量时才能制得高相对分子质量的聚合物。
开环聚合所得的聚合物的相对分子质量随时间的延长而增加，与逐步聚合反响一样。
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七 简述配位聚合的特点 〔16 分〕
八．写出以下聚合物的单体名称和合成反响式〔10 分， 分/小题〕
ABS 树脂 单体：丙烯腈 丁二烯 苯乙烯
nCH =CH + nCH2=CH-CH=CH2 + nCH2=CH
2
CN
-[CH -CH -CH2-CH=CH-CH2 -CH2-CH] -
2 n
CN
加聚 连锁
聚丙烯
CH CH
3 3
nCH2=CH ¾T¾iCl3¾- Al¾Et3 ® -[CH2-CH]n- 加聚、连锁
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丙烯
丁基橡胶
CH CH
3 3
nCH =C +nCH =CH-CH=CH -[CH -C-CH -CH=CH-CH ] -
2 2 2 2 2 2 n
CH CH
3 3
异丁烯 丁二烯 加聚、连锁
尼龙-6
nHOOC〔CH
〕 NH HO-[OC〔CH 〕 NH] - +〔n-1〕H O
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2 5 2 2 5 n 2
氨基已酸 缩聚、 逐步聚合
nOC〔CH 〕 NH- -[OC〔CH 〕 NH] - 〔也可命名为聚已
2 5 2 5 n
内酰胺〕
已内酰胺 连锁、开环聚合
5．尼龙-
nHOOC〔CH 〕 COOH + nH N〔CH 〕 NH
2 4 2 2 6 2
已二酸 已二胺 HO-[OC〔CH 〕 CO-HN〔CH 〕 NH] - +〔2n-1〕H O
2 4 2 6 n 2
缩聚、 逐步聚合
有机玻璃 单体：a-甲基丙烯酸甲脂
CH CH
3 3
2 2 n
nCH =C = -[CH -C] - 加聚、连锁
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COOCH
3
COOCH
3
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尼龙-610 单体： 癸二胺酸 已二胺
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nHOOC(CH ) COOH + nH N(CH ) NH
2 8 2 2 6 2
2 8 2 6 n 2
HO-[OC〔CH 〕 CO-HN〔CH 〕 NH] - +〔2n-1〕H O 缩聚、逐步聚合
丁腈橡胶 单体：丁二烯 丙烯腈
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nCH
=CH + nCH2=CH-CH=CH2 -[CH CH-CH -CH=CH-CH ] -
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2 2 2 2 n
CN CN 加聚、连锁
九．单体 A 和单体 B 共聚，请写出链增长的四种反响和 r 、r ，假设
1 2
k =，K =480，K =，K =377，问该共聚反响应得到什么类型的
11 12 22 21
共聚物？〔10 分〕
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解：A·+A
k AA·
¾¾
®
11
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¾¾
A·+B k
12
®AB· r =<1, 共聚为主
1
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22
B·+B ¾¾k ®BB·
21 2
B·+A ¾¾k ®BA· r =<1, 共聚为主
21
r 0，r 0，交替程度好，得到A、B 交替聚合物。
十．单体 A 和单体 B 共聚，请写出链增长的四种反响和 r 、r ，假设
1 2
k =176，K =，K =，K =370，问该共聚反响应得到什么类型的
11 12 22 21
共聚物？〔10 分〕
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11
解： A·+A ¾¾k
®AA·
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¾¾
A·+B k
12
®AB· r =176/>1, 均聚为主
1
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B·+B ¾¾k22 ®BB·
B·+A ¾¾k21 ®BA· r2=<1, 共聚为主
r1>r2，交替程度差，得到含A 均聚嵌段的嵌均聚合物。十一．某聚合物 Tg=750C，Tf=2500C，问：〔6 分〕
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这种高聚物是橡胶还是塑料？
假设将此物大量交联，推测 Tg 和 Tf 的变化状况及性能变化状况。
答：由于 Tg〔玻璃化温度〕大于室温，Tf〔熔点〕也较大，所以 此物应为无定型塑料。假设将此物大量交联，Tg 和 Tf 将会增大，物质性能将向结晶塑料过度。
十二．聚异丁烯 Tg=-740C，Tf=2025C，问：〔10 分〕
这种高聚物是橡胶还是塑料？
假设将此物大量交联，推测Tg 和Tf 的变化状况及性能变化状况。答：。
假设将此物大量胶联，Tg 和 Tf 上升，柔顺性、弹性会降低。
少量胶联有利与弹性增高。
十三、本体法制备通用级聚苯乙烯，说明过程特征，说明如何解决传热问题、保证产品质量。〔7〕
答：制备通用级聚苯乙烯过程要点：
① 预聚。于 80～85℃顶聚至 33％～35％转化率。
② 聚合。送入特别聚合反响器内在 100～220℃温度递增的条件下聚合，最终熔体挤出造粒。
如何排散聚合热，维持聚合温度恒定是实施本体聚合时必需考虑和解决的主要问题。苯乙烯本体聚合的生产分段进展，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
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