高分子化学期末考试试卷答案

1.高分子，又称（聚合物） ，一个大分子往往由许多简单的（结构单元）通过（共价键）重复键接而成。

2.（ 玻璃化温度 ）和（ 熔 点 ）是评价聚合物耐热性的重要指标。 3.（ 缩聚反应 ）是缩合聚合反应的简称，是指带有官能团的单体经许多次的重复缩合反应而逐步形成聚合物的过程，在机理上属于（ 逐步聚合），参加反应的有机化合物含有（ 两个）以上官能团。

4. 缩聚反应按缩聚产物的分子结构分类分为（线 型）缩聚反应和（体 型）缩聚反应。

一、名词解释（1分×20=20分）

4.自动加速效应（autoacceleration effect）:p40

又称凝胶化效应。在自由基聚合反应中，由于聚合体系黏度增大而使活性链自由基之间碰撞机会减少，难于发生双基终止，导致自由基浓度增加，此时单体仍然能够与活性链发生链增长反应，从而使聚合速率自动加快的现象。 三、简答题（5分×3=15分）

3.自由基聚合反应转化率-时间曲线特征

诱导期:初级自由基为阻聚杂质所终止，无聚合物形成，聚合速率零。若严格取除杂

质，可消除诱导期。

初期：单体开始正常聚合，转化率在5％～10％以下（研究聚合时）或10％～20％

（工业上）以下阶段称初期；此时转化率与时间近似呈线性关系，聚合恒速进行。

中期：转化率达10％～20％以后，聚合速率逐渐增加，出现自动加速现象，直至转

化率达50％~70%，聚合速率才逐渐减慢。

后期: 自动加速现象出现后聚合速率逐渐减慢，直至结束，转化率可达90％～100％。 四、问答题（15分×3=45分）

1.自由基聚合与缩聚反应的特征比较 自由基聚合：

1）由基元反应组成，各步反应的活化能不同。引发最慢。 2）存在活性种。聚合在单体和活性种之间进行。 3）转化率随时间增长，分子量与时间无关。 4）少量阻聚剂可使聚合终止。

线形缩聚：

1）聚合发生在官能团之间，无基元反应，各步反应活化能相同。 2）单体及任何聚体间均可反应，无活性种。

3）聚合初期转化率即达很高，官能团反应程度和分子量随时间逐步增大。 4）反应过程存在平衡。无阻聚反应。

2.常用的逐步聚合方法有几种？各自的主要特点是什么？ 熔融缩聚：

1

优 点：生产工艺过程简单，生产成本较低。可连续法生产直接纺丝。聚合设备的生产能力高。 缺 点：反应温度高，要求单体和缩聚物在反应温度下不分解，单体配比要求严格；反应物料粘度高，小分子不易脱除。局部过热可能产生副反应，对聚合设备密封性要求高。

适用范围：广泛用于大品种缩聚物，如聚酯、聚酰胺的生产。 溶液缩聚：

优点：溶剂存在下可降低反应温度,避免单体和产物分解，反应平稳易控制。 可与产生的小分子共沸或与之反应而脱除。聚合物溶液可直接用作产品

缺点：溶剂可能有毒，易燃，提高了成本。增加了缩聚物分离、精制、溶剂回收等工序。

生产高分子量产品时须将溶剂蒸出后进行熔融缩聚。

适用范围：适用于单体或缩聚物熔融后易分解的产品生产，主要是芳香族聚合物，芳杂环聚合物等的生产。

界面缩聚：优点：反应聚条件缓和，反应是不可逆的。对两种单体的配比要求不严格。

缺点：必须使用高活性单体，如酰氯。需要大量溶剂。产品不易精制。 适用范围：适用于气液相、液—液相界面缩聚和芳香族酰氯生产芳酰胺等

特种性能聚合物。

3. 比较自由基聚合的四种聚合方法。 实施方法 本体聚合 溶液聚合 悬浮聚合 乳液聚合 配方主要成分 单体、引发剂 单体引发剂、溶单体、引发剂、单体、引发剂、剂 分散剂、水 乳化剂、水 聚合场所 单体内 溶剂内 液滴（单体）内 胶束内 聚合机理 自由基聚合一容易向溶剂转类似本体聚合 般机理，聚合速移，聚合速率和能同时提高聚度上升聚合度聚合度都较低 合速率和聚合下降 度 生产特征 设备简单，易制传热容易，可连传热容易。间歇传热容易。可连备板材和型材，续生产。产物为法生产，后续工续生产。产物为一般间歇法生溶液状。 艺复杂 乳液状，制备成产，热不容易导 固体后续工艺出 复杂 产物特性 聚合物纯净。分分子量较小，分较纯净，留有少留有乳化剂和子量分布较宽。 布较宽。聚合物量分散剂 其他助剂，纯净溶液可直接使度较差 用 2

一、填空题

1. 尼龙66的重复单元是 -NH（CH2）6NHCO（CH2）4 CO- 。 2. 聚丙烯的立体异构包括全同（等规）、间同（间规）和无规立构。 3. 过氧化苯甲酰可作为的 自由基 聚合的引发剂。

4. 自由基聚合中双基终止包括 岐化 终止和偶合终止。

5. 聚氯乙烯的自由基聚合过程中控制聚合度的方法是控制反应温度。 6. 苯醌可以作为 自由基 聚合以及 阳离子 聚合的阻聚剂。

7. 竞聚率是指 单体均聚和共聚的链增长速率常数之比(或r1=k11/k12, r2=k22/k21) 。

8. 邻苯二甲酸和甘油的摩尔比为1.50 : 0.98，缩聚体系的平均官能度为

2.37 ；邻苯二甲酸酐与等物质量的甘油缩聚，体系的平均官能度为 2 （精确到小数点后2位）。

9. 聚合物的化学反应中，交联和支化反应会使分子量 变大 而聚合物的热降解会使分子量 变小 。

10. 1953年德国K.Ziegler以 TiCl4/AlCl3 为引发剂在比较温和的条件下制得了少支链的高结晶度的聚乙烯。

11. 己内酰胺以NaOH作引发剂制备尼龙-6 的聚合机理是 阴离子聚合 。 二、选择题

1. 一对单体共聚时，r1=1，r2=1，其共聚行为是（ A ）? A、理想共聚；B、

交替共聚； C、恒比点共聚； D、非理想共聚。 2. 两对单体可以共聚的是（ AB ）。A、Q和e值相近；B、 Q值相近而e值

相差大；C、Q值和e值均相差大；D、Q值相差大而e值相近。

3. 能采用阳离子、阴离子与自由基聚合的单体是（ B ）？A、MMA； B、St；

C、异丁烯； D、丙烯腈。

4. 在高分子合成中，容易制得有实用价值的嵌段共聚物的是（ B ）？A、配

位阴离子聚合； B、阴离子活性聚合； C、自由基共聚合； D、阳离子聚合。 5. 乳液聚合的第二个阶段结束的标志是（ B ）？A、胶束的消失； B、单体

液滴的消失； C、聚合速度的增加； D、乳胶粒的形成。

6. 自由基聚合实施方法中，使聚合物分子量和聚合速率同时提高，可采用

（ A ）聚合方法？A、 乳液聚合； B、 悬浮聚合； C、溶液聚合； D、 本体聚合。

7. 在缩聚反应的实施方法中对于单体官能团配比等物质量和单体纯度要求不

是很严格的缩聚是（ C ）。 A、熔融缩聚； B、溶液缩聚； C、界面缩聚； D、 固相缩聚。

8. 合成高分子量的聚丙烯可以使用以下（ C ）催化剂？A、 H2O+SnCl4； B、

NaOH； C、TiCl3+AlEt3； D、偶氮二异丁腈。

3

9. 阳离子聚合的特点可以用以下哪种方式来描述（ B ）？A、慢引发，快增

长，速终止； B、快引发，快增长，易转移，难终止； C 快引发，慢增长，无转移，无终止； D、慢引发，快增长，易转移，难终止；

10. 下面哪种组合可以制备无支链高分子线形缩聚物（ B ） A、1-2官能度体

系； B、2-2官能度体系； C、2-3官能度体系； D、 3-3官能度体系。

四、简答题

1. 分析采用本体聚合方法进行自由基聚合时，聚合物在单体中的溶解性对自动

加速效应的影响。（7分）

解答：链自由基较舒展，活性端基包埋程度浅，易靠近而反应终止；自动加速现象出现较晚，即转化率C%较高时开始自动加速。

在单体是聚合物的劣溶剂时，链自由基的卷曲包埋程度大，双基终止困难，自动加速现象出现得早，而在不良溶剂中情况则介于良溶剂和劣溶剂之间， 2. 写出二元共聚物组成微分方程并讨论其适用的范围？（8分）

r1f12?f1f2解答：F1?，

r1f12?2f1f2?r2f22（或d[M1]/d[M2]=[m1]/[M2]·{r1[M1]+[M2]}/{r2[M2]+[M1]}）

kkr1?11,r2?22

k12k21使用范围：适用于聚合反应初期，并作以下假定。 假定一：体系中无解聚反应。

假定二：等活性。自由基活性与链长无关。

假定三：无前末端效应。链自由基前末端（倒数第二个）单体单元对自由基 活性无影响

假定四：聚合度很大。引发和终止对聚合物组成无影响。

假定五：稳态假定。体系中总自由基浓度和两种自由基浓度都不变

3. 将下列单体和引发剂进行匹配，并说明聚合反应类型。 单体：CH2=CHC6H5；

CH2=CHCl；CH2=C(CH3)2；CH2=C(CH3)COOCH3 引发剂：(C6H5CO2)2；萘钠；BF3 + H2O；Ti(OEt)4+AlEt3（8分） 解答：CH2=CHC6H5 以(C6H5CO2)2引发属于自由基聚合，以萘钠引发属于阴离子聚合，以BF3 + H2O引发属于阳离子聚合，但是副反应多，工业上较少采用，用Ti(OEt)4+AlEt3进行配位阴离子聚合；CH2=CHCl以(C6H5CO2)2引发属于自由基聚合，除此之外，不可发生阴、阳离子聚合反应；CH2=C(CH3)2以BF3 + H2O引发属于阳离子聚合，并且该单体只可发生阳离子聚合；CH2=C(CH3)COOCH3以(C6H5CO2)2引发属于自由基聚合，以萘钠引发属于阴离子聚合，不可发生阳离子聚合。 五、计算题

欲将环氧值为0.2的1000克的环氧树脂用与环氧基团等官能团的乙二胺固化， 1、试计算固化剂的用量；（3分）

2、求该体系的平均官能度并用Carothers方程求取此固化反应的凝胶点；（4分）

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