《高分子化学》试题试卷及答案.doc

《高分子化学》课程试题
总分
班级 学号 姓名
得分

一、基本概念（共10分,每小题2分）
⒈ 链增长反应
⒉. 相对分子质量分布曲线
⒊ 向单体转移常数
⒋ 本体聚合
⒌ 聚合度相似的化学反应
得分

二、填充题（根据题意，在下列各题的横线处，填上正确的答案，本大题共6小题，每空 1 分，总计20分）
⒈..按橡胶的成本、产量和性能可将其分为 橡胶和 橡胶。
⒉ 引发剂引发的自由基聚合体系中，影响聚合速率的因素是 、
、 和 。
⒊ 阴离子聚合体系中活性中心离子对可能以 、
和 等三种形态存在。
⒋ 烯类单体自由基聚合时,终止方式与 和 有关，最后由 决定。
⒌ 线型缩聚的单体有 、 、 、 和
等。
⒍ 聚合物的平均聚合度变大的化学反应有 、 和
等。

得分

三、简答题（共3小题，共20 分）
⒈（5分）何谓解散聚？与聚合物的结构有何关系？写出PMMA解聚的化学反应方程式。

⒉ （5分）何谓缩聚，缩聚反应中“官能团等活性理论的假定”内容是什么？根据其假定写出聚酯化反应的方程式。

⑴
⑵

⒊ (共10分,每小题2分)下列单体适合何种机理聚合？并写出有关聚合反应简式。

⑶
与

⑸

四、计算题（共40分,根据题目要求，计算下列各题）
1.（本题20分）已知：甲基丙烯酸甲酯（M1）和丙烯腈（M2）在60℃时进行自由基共聚合，实验数据如下：

共聚物组成与原料组成的关系
实验号
原料单体组成/mol·L-1
瞬时共聚物组成中含N量×100
MMA（M1）
AN
（M2）
1
2
3
0.0536
0.0325
0.0129
0.0149
0.0364
0.0590
2.53
5.75
11.08
提示：纯聚丙烯腈(PAN)中含N量为26.4%；；
试根据上述数据用截距-斜率法求共聚体系的竞聚率r 1和r2值？

曲线

⒉（本题10分）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8×10-5 mol·L-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f。

3.(10分)某一耐热性芳族聚酰胺其数均相对分子质量为24116。聚合物经水解后，得39.31%(质量百分数)对苯二胺，59.81%(质量百分数)对苯二甲酸，0.88%苯甲酸(质量百分数)。对苯二胺的相对分子质量为108，对苯二甲酸的相对分子质量为166，苯甲酸的相对分子质量为122。
试写出聚合物结构式和其水解反应式？计算聚合物的数均相对分子质量？
提示：取100g水解物为计算的标准。

得分

五、 （共10分，每错一个方程式扣一分）以TiCl3 和 Al(C2H5)3 为引发剂,H2 为相对分子质量调节剂,写出丙烯配位阴离子聚合有关的基元反应方程式（不考虑活性中心形式）。
《高分子化学》课程试题答案
一、基本概念（共10分,每小题2分）
⒈ 链增长反应：活性单体(或单体自由基)与更多的单体加成,形成含有更多结构单元的活性增长链的反应。
⒉. 相对分子质量分布曲线：把一个聚合物试样按相对分子质量大小分成若干级分,测定每一级分的相对分子质量和质量,并且计算出其质量分数。以相对分子质量M为横坐标,质量分数w(x)为纵坐标作图,得一曲线.该曲线为相对分子质量分布曲线。
⒊ 向单体转移常数：链自由基向单体转移反应的速率常数与链增长反应速率常数的比值，谓之。，表征链自由基向单体转移的难易程度。
⒋ 本体聚合：单体在少量引发剂（甚至不加引发剂，而是在光或热的作用下）作用下，生成高聚物的过程。
⒌ 聚合度相似的化学反应：如果聚合物的化学反应是发生在侧基官能团上,很显然这种化学反应不涉及聚合物大分子的聚合度,反应前后聚合度不变,把这种聚合物的化学反应称为聚合度相似的化学反应。
二、计算题（共40分,根据题目要求，计算下列各题）
1.（本题20分）已知：甲基丙烯酸甲酯（M1）和丙烯腈（M2）在60℃时进行自由基共聚合，实验数据如下：
共聚物组成与原料组成的关系
实验号
原料单体组成/mol·L-1
瞬时共聚物组成中含N量×100
MMA（M1）
AN
（M2）
1
2
3
0.0536
0.0325
0.0129
0.0149
0.0364
0.0590
2.53
5.75
11.08
提示：纯聚丙烯腈(PAN)中含N量为26.4%；；
试根据上述数据用截距-斜率法求共聚体系的竞聚率r 1和r2值？
解：
序号
共聚物组成

1
2
3
含N量2.53
含N量5.75
含N量11.08
90.48
78.22
58.03
0.9048
0.7822
0.5803
9.58
21.78
41.97
0.181
0.411
0.792

序号
1
2
3

3.646

4.999

2.659

2.917
0.893

1.903

0.419

0.424
0.219

0.733

0.065

-0.079

曲线

⒉（本题10分）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8×10-5 mol·L-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f。

3.(10分)某一耐热性芳族聚酰胺其数均相对分子质量为24116。聚合物经水解后，得39.31%(质量百分数)对苯二胺，59.81%(质量百分数)对苯二甲酸，0.88%苯甲酸(质量百分数)。
试写出聚合物结构式和其水解反应式？计算聚合物的数均相对分子质量？
解答：
取100g水解物为计算的标准
其中含对苯二胺的mol数为 39.31/108=0.364；
含对苯二甲酸的mol数为 59.81/166=0.360；
含苯甲酸的mol数为 0.88/122=0.0072；
对苯二胺：对苯二甲酸：苯甲酸 = 0.364：0.360：0.0072 = 101：100：2
通过计算说明对苯二胺和对苯二甲酸非等摩尔比投料，同时还用苯甲酸作官能团封锁剂控制聚酰胺的相对分子质量。因此，该聚酰胺的结构式及水解反应式为

验证：
对苯二胺在水解产物中占质量百分数为：
对苯二甲酸在水解产物中占的质量百分数为：
苯甲酸在水解产物中占的质量百分数为：

三、填充题（根据题意，在下列各题的横线处，填上正确的答案，本大题共6小题，每空 1 分，总计20分）
⒈..按橡胶的成本、产量和性能可将其分为 通用 橡胶和 地特种 橡胶。
⒉ 引发剂引发的自由基聚合体系中，影响聚合速率的因素是 单体浓度 、
引发剂浓度 、 聚合温度 和 引发剂分解活化能 。
⒊ 阴离子聚合体系中活性中心离子对可能以 紧密离子对 、 被溶剂隔开的离子对 和 自由离子 等三种形态存在。
⒋ 烯类单体自由基聚合时,终止方式与 单体结构 和 聚合温度 有关，最后由 实验 决定。
⒌ 线型缩聚的单体有 乙二醇 、 对苯二甲酸 、 己二胺 、 己二酸 和
双酚 A 等。
⒍ 聚合物的平均聚合度变大的化学反应有 嵌段 、 扩链 和
接枝 等。
四、简答题（共3小题，共20 分）
⒈（5分）何谓解散聚？与聚合物的结构有何关系？写出PMMA解聚的化学反应方程式。

聚合物在热的作用下发生热降解,但降解反应是从链的末端开始,降解结果变为单体,单体收率可达90%~100%,这种热降解叫解聚。
聚甲基丙烯酸甲酯解聚反应可表示为：

⒉ （5分）何谓缩聚，缩聚反应中“官能团等活性理论的假定”内容是什么？根据其假定写出聚酯化反应的方程式。
假定任何反应阶段,反应物两端官能团具有相同的反应能力和参与反应的机会。
即反应物两端官能团的反应能力和参与反应的机会与链长无关。
根据官能团等活性理论的假定,可以用和一个正反应的速率常数k1 、一个逆反应的速率常数k-1和一个平衡常数K来描述缩聚反应平衡的特征.，用官能团的反应来描述缩聚反应。
聚酯化反应：

⒊ (共10分,每小题2分)下列单体适合何种机理聚合？并写出有关聚合反应简式。
⑴
⑵

⑶
与

⑸

⑴ 苯乙烯可进行自由基聚合、阴离子聚合和阳离子聚合，聚合反应简式：

⑵ 醋酸乙烯可进行自由基聚合，聚合反应简式：。

⑶ 双酚A和光气可进行缩聚，聚合反应简式：

⑷ 己二胺和癸二酸可进行缩聚，聚合反应简式：

⑸ 环氧丙烷可进行开环聚合，聚合反应简式：

五、（共10分，每错一个方程式扣一分）以TiCl3 和 Al(C2H5)3 为引发剂,H2 为相对分子质量调节剂,写出丙烯配位阴离子聚合有关的基元反应方程式（不考虑活性中心形式）。

⑴ 链引发反应：
⑵ 链增长反应：
⑶ 链终止和转移反应：
① 自发终止：

② 向单体转移终止
③ 向烷基铝转移终止
后者可以发生自发终止

④ 向相对分子质量调节剂转移终止

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