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1、 高分子化学试卷 A 卷及答案 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 武汉理工大学考试试题纸（A 卷）课程名称 高分子化学 专业班级 高分子 0701、0702 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 题分 19 16 20 45 100 备注:学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题)一、填空题：（19 分，每空 1 分）1、高分子根据其主链结构分类：PE，PP，PS，PVC等属于 ，聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚醚等属于 ，而硅橡胶属于元素有机高分子。2、环氧乙烷的开环聚合，其元素组成变化似 （加聚or缩聚），而产物结构却似 。（加聚物or缩聚物）。3、一聚合物样品
2、，其中分子量为104的分子有10 mol，分子量为105的分子有5mol，其数均分子量为 ，重均分子量为 。4、平衡常数很小（K=4）的聚酯化反应，欲获得聚合度为100的聚酯，须 ，以充分脱除残留水分。体系中允许残存的最高水分浓度为 。5、丙烯腈、丙烯酸酯类等单体能同时进行 和自由基聚合。而硝基乙烯、偏二腈乙烯等却只能进行 。6、PVC向单体链转移的CM是单体中最高的一种，约10-3，其转移速率远远超出正常的 。所以，聚氯乙烯的平均聚合度主要取决于向 转移的速率常数。7、Q值差别 的单体，难共聚。Q、e值差别 的单体易共聚，为理想共聚。e 值相 差 的单体易交替共聚。8、异丁烯以AlCl3作引
3、发剂，在0-40下聚合，得到 的产物，用于粘结剂、密封材料等。在-100下聚合，才能得到 的聚异丁烯。9、1953年，德国化学家 发现了乙烯低压聚合的引发剂，合成出了支链少、密度大、结晶度高的高密度聚乙烯（HDPE）。1954年，意大利化学家 发现了丙烯聚合的引发剂，合成出了规整度很高的等规聚丙烯。精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 二、名称解释（16分）1、自由基的单基终止和双基终止（4 分）；2、Q-e 概念（4分）；3、配位聚合（4分）；4、凝胶化现象和凝胶点（4 分）三、问答题（20 分）1、如何用实验测定一未知单体的聚合反应是以逐步聚合还是连锁聚合机理进行？（5分）2、乳
4、液聚合的一般规律是：初期聚合速率随聚合时间的延长而逐渐增加，然后进入恒速聚合。之后，聚合速率逐渐下降。试从乳液聚合机理和动力学方程分析发生上述现象的原因。（5分）3、将 PMMA、PAN(聚丙烯腈)、PE、PVC 四种聚合物进行热降解反应，分别得到何种产物。（5 分）4、苯酚和甲醛采用碱催化和酸催化预缩聚，问原料配比、预聚物结构、缩聚时温度条件、固化方法等有哪些不同？（5分）四、计算题（45 分）1、从对苯二甲酸(1mol)和乙二醇(1mol)聚酯化反应体系中，共分出水 18 克，求产物的平均分子量和反应程度，设平衡常数 K4。（12 分）2、按下述两种配方，使苯乙烯在苯中用过氧化二苯甲酰在
5、60下引发自由基聚合（1）BPO=210-4mol/L,St=416 g/L（2）BPO=610-4mol/L,St=83.2 g/L 设 f=1，试求上述两种配方的转化率均达到 10%时所需要的时间比。（11分）3、用 ABIN 作引发剂（浓度为 0.1mol/L），使苯乙烯在 40下于膨胀计中进行聚合，用 N,N-二苯基-N-2,4,6-三硝基苯肼自由基（DPPH）作阻聚剂，实验结果表明，阻聚剂的用量与诱导期成直线关系，当 DPPH用量分别为 0 和 810-5 molL-1时，诱导期分别为 0和 15min。已知：ABIN 在 40时的半衰期 t1/2=150h，试求 ABIN的引发效率
6、 f。（11 分）4、甲基丙烯酸甲酯（Ml）与 1，3-丁二烯（M2）在 60下进行自由基共聚,r10.25,r2=0.91.(1)若起始配料比为 35/65(重量比)，问是否可得到组成基本均匀的共聚物？(2)该共聚物中两单体的摩尔比为多少？(3)在何种单体摩尔配比投料条件下，可得组成基本均匀的共聚物？（11分）精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 武汉理工大学教务处 试题标准答案及评分标准用纸|课程名称高分子化学 （A卷）|一、填空题（19 分，每空 1 分）装 1、碳链高分子，杂链高分子；2、加聚，缩聚物；|3、40000，85000；4、高温、减压，410-4mol.L-1；|
7、5、阴离子聚合，阴离子聚合；6、终止速率，氯乙烯；1、|7、大，小，大；8、低分子量，高分子量|9、Ziegler、Natta 钉 二、名词解释（16 分）|1、（4分）单基终止：链自由基从单体、溶剂、引发剂等低分子或大分子上夺取一个原子而终止，这些失去原子的分子可能形成新的自由基继续反应，也可能形成稳定的自由基而停止聚合。|双基终止：链自由基的独电子与其它链自由基中的独电子或原子作用形成共价键的终止反应。2、（4分）Q-e 概念：Q-e 式将自由基同单体的反应速率常数与共轭效应、|极性效应相联系起来，可用于估算竞聚率，其式中，P1、Q2表示从共轭效应来衡量 1 自由基和 2 单体的活性，而
8、e1、e2 分别有 1 自由基和 2 单体极性的度量。线 3、（4分）配位聚合(Coordination Polymerization)：单体与引发剂经过配位方式进行的 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除|聚合反应。具体的说，采用具有配位（或络合）能力的引发剂、链增长（有时包括引发）都是单体先在活性种的空位上配位（络合）并活化，然手插入烷基金属键中。配位聚合又有络合引发聚合或插入聚合之称。4、（4分）凝胶化现象和凝胶点：体型缩聚反应进行到一定程度时，体系粘度将急剧增大，迅速转变成不溶、不熔、具有交联网状结构的弹性凝胶的过程，即出现凝胶化现象。此时的反应程度叫凝胶点。三、问答题（20
9、 分）1、（5分）答：一般可以通过测定聚合物分子量或单体转化率与反应时间的关系来鉴别。随反应时间的延长，分子量逐渐增大的聚合反应属逐步聚合。聚合很短时间后分子量就不随反应时间延长而增大的聚合反应属连锁聚合。相反，单体转化率随聚合时间的延长而逐渐增大的聚合反应属连锁聚合。单体迅速转化，而转化率基本与聚合时间无关的聚合反应属逐步聚合。2、（5分）答：乳液聚合机理是：在胶束中引发，随后在乳胶粒中进行增长。单体/聚合物乳胶粒平均只有一半含有自由基，因而其聚合速率方程为：2/NMkRpP 式中，kp为链增长常数；M为乳胶粒中单体浓度；N为乳胶粒数目。由速率方程可知，当聚合温度一定时，kp是常数，此时聚合
10、速率主要取决于M和N。在聚合初期，由于单体液滴存在，扩散速度一定，所以乳胶粒中的单体浓度M也近似为常数。随着聚合反应的进行，乳胶粒的数目不断增多，由此导致聚合速度随聚合时间的延长而增大。当聚合进行一定时精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 间后，乳胶粒的数目达到最大值，同时单体液滴又未消失，此时N和M都近似恒定，所以聚合速度进入恒速期。最后由于单体液滴消失，乳胶粒中的M急剧下降，导致聚合速率下降。3、（5分）答：PM MA 进行热解反应时发生解聚，主要产物为单体。PE 进行热解反应时发生无规降解，主要产物为不同聚合度的低聚物。PVC 进行热解反应时首先脱 HCI，生成分子主链中带烯丙
11、基氯的聚合物；长期热解则进一步发生环化交联甚至碳化反应。PAN进行热解反应时首先发生主链环化，然后脱氢生成梯形聚合物。进一步热解脱氢后生成碳纤维。4、（5分）答：苯酚甲醛缩聚 碱催化 酸催化 原料配比 甲酸过量 苯酚：甲醛6：5 预聚物结构 酚醇混合物，包括一羟甲基酚，二羟甲基酚，三羟甲基酚及由亚甲基桥连接的多元酚醇 结构无羟甲基存在，形成亚甲基桥，邻邻，对对，邻对随机连接 缩聚时温度条件 沸腾回流条件下反应12小时 回流24小时，160C下脱水 固化方法 成型阶段受热交联固化 加入交联剂，受热成型 四、计算题（45 分）1、（12 分）解：设分离出 20g 水后，反应达到平衡的反应程度为 p
12、，此时分子量为 。精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 起始官能团数：N0 N0 0 0 t时刻官能团数：N0(1P)N0(1P)PN0 NW 残留水分子数生成的水分子数排出的水分子数 18WPNN水0w 0.5P21818P18NWPNNn0水0ww 根据：wpnKnX PXn11 代入数据：)5.0(4PPnX PXn11 解得：4.4771.0nXP 数均分子量 4.42221924.4nM 2、（11 分）解法一：设配方（1）所需时间为t1，配方（2）所需时间为t2 COOH+OHk1OCO+H2Ok-1精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 配方（1）单体投料为（2
13、）的5倍，达到同一转化率时，前者生成的聚合物量也为后者的5倍，转化率为10%仍属稳态。732.110216.4106832.055441221ppRRtt 解法二：根据 732.1102106lnln441202/1102/1221IIMMIkMMIktt 3、（11 分）解:3470=1010281210898=(I)2=)(s10281=36001506930=6930=(I)2=s)(mol/L 10898=6015108=)(=6-8-i1-6-21di8-5-i.ckRf.t.kcfkR.cRd/d诱导期阻聚剂 4、（11 分）解：r1 0.25,r2=0.91,r1r21,则此反应为有恒比点的非理想共聚 F1=f121221rrr0.214,F2=0.786 tIkMM2/10lntIkkfkMMtdp2/12/10)(ln精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 (1)291.054/65100/3521FF 272.0786.0214.021FF 故不能得到基本均匀的共聚物 (2)共聚物中两单体的摩尔比为 0.291(3)在摩尔比投料 F1=f1=0.21 下，可得到基本均匀的共聚。