高分子化学作业-1参考答案.doc

1、 写出下列单体的聚合反应式、以及单体、聚合物的名称。
a. CH2=CHF b. CH2=C(CH3)2 c. HO(CH2)5COOH

d. CH2CH2CH2O e. NH2(CH2)6NH2 +HOOC(CH2)4COOH
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【解答】
a. CH2=CHF
聚合反应式：
单体名称：氟乙烯
聚合物名称：聚氟乙烯
b. CH2=C(CH3)2
聚合反应式：
单体名称：异丁烯
聚合物名称：聚异丁烯
【注意】习惯称“异丁烯”，最好不要称“2－甲基丙烯”（“1，1－二甲基乙烯”更规范）。
c. HO(CH2)5COOH
聚合反应式：
单体名称：6－羟基己酸
聚合物名称：聚6－羟基己酸

d. CH2CH2CH2O
聚合反应式：
单体名称：1,3-环氧丙烷 / 氧杂环丁烷 /丁氧环
聚合物名称：聚1,3-环氧丙烷 /聚氧杂环丁烷 /聚丁氧环 /IUPAC：聚氧化亚丙基（《高分子化学》潘才元著）/ 聚氧化丙撑
（称“环丙醚”和“聚亚丙基醚”有一定道理，但较少见，最好不这样命名）
【注意】

e. NH2(CH2)6NH2 +HOOC(CH2)4COOH
聚合反应式：

单体名称：己二胺（ NH2(CH2)6NH2 ）
己二酸（ HOOC(CH2)4COOH ）
聚合物名称：聚己二酰己二胺 /尼龙－66

2．写出下列聚合物的一般名称, 单体和聚合反应式,这些聚合反应属于加聚还是缩聚, 连锁聚合还是逐步聚合?

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(1) 聚合物名称：聚甲基丙烯酸甲酯
单体：

聚合反应式：

反应类型：加聚反应，连锁聚合

（2）聚合物名称：聚醋酸乙烯酯
单体：

聚合反应式：

反应类型：加聚反应，连锁聚合

（3）聚合物名称：聚已二酰已二胺（尼龙－6，6）
单体 & 聚合反应式：

反应类型：缩聚反应，逐步聚合

（4）聚合物名称：聚己内酰胺
单体 & 聚合反应式：

★反应类型：缩聚反应
逐步聚合（己内酰胺开环聚合，以水－酸作催化剂）
or：连锁聚合（己内酰胺开环聚合，以碱作催化剂）
or：逐步聚合（氨基己酸途径）
【注意】本题较多同学未指定条件。再者反应前后键的连接方式类似脱出小分子的缩聚，而不是双键变为单键的加聚模式。

（5）聚合物名称：聚异戊二烯
单体 & 聚合反应式：

反应类型：加聚反应，连锁聚合

3. 下列烯类单体适于何种聚合机理:自由基聚合,阳离子聚合或阴离子聚合?并说明理由.
CH2=CHCl CH2=CCl2 CH2=CHCN CH2=C(CN)2
CH2=CHCH3 CH2=C(CH3)2 CH2=CHC6H5 CF2=CF2
CH2=C(CN)COOR CH2=C(CH3)-CH=CH2
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【解答】
（1）CH2=CHCl
自由基聚合。Cl原子吸电，同时共轭，但都较弱。

（2）CH2=CCl2
自由基聚合，阴离子聚合。两个Cl原子在同一个C上，使得极化程度增加。

（3）CH2=CHCN
自由基聚合，阴离子聚合。－CN是强吸电基，明显共轭。

（4）CH2=C(CN)2
阴离子聚合。两个－CN在同一个C上，使得双键电子云密度降低很多，也使得阴离子增长种共轭稳定。

（5）CH2=CHCH3
★不按照所指三种方法聚合。双键电子云密度较大，不利于自由基进攻；自由基易转移形成烯丙基型稳定自由基，故不易自由基聚合。另外，甲基是弱供电基，形成二级碳阳离子太活不稳定，副反应严重，不能阳离子聚合。可以配位聚合。

（6）CH2=C(CH3)2
阳离子聚合。两个－CH3在同一个C上，且与双键形成超共轭。

（7）CH2=CHC6H5
三种聚合。共轭体系，π电子云易极化易流动。

（8）CF2=CF2
自由基聚合。F原子体积小；结构对称。

（9）CH2=C(CN)COOR
自由基聚合，阴离子聚合。双吸电基，明显共轭。

（10）CH2=C(CH3)-CH=CH2
三种聚合。共轭体系，π电子云易极化易流动。

4. 判断下列烯烃能否进行自由基聚合, 并说明理由.
CH2=C(C6H5)2 ClHC=CHCl CH2=C(CH3)C2H5 CH3CH=CHCH3
CH2=C(CH3)COOCH3 CH2=CHOCOCH3 CH3CH=CHCOOCH3

【解答】
（1）不能通过自由基聚合得到高分子量聚合物。同碳双取代，且空间位阻极大。只形成二聚体。
（2）不能通过自由基聚合得到高分子量聚合物。1，2二取代，且空间位阻很大。
★（3）不能通过自由基聚合得到高分子量聚合物。双键电荷密度大，不利于自由基进攻；且易转移形成稳定的烯丙基型自由基。
（4）不能通过自由基聚合得到高分子量聚合物。结构对称极化程度低，位阻较大；且易向单体转移形成稳定的烯丙基型自由基。
（5）能通过自由基聚合得到高分子量聚合物。1，1二取代，－CH3体积较小，还用共轭效应。
（6）能通过自由基聚合得到高分子量聚合物。取代基具有共轭效应。
（7）不能通过自由基聚合得到高分子量聚合物。1，2二取代，且空间位阻很大。

5. 以过氧化二特丁基作引发剂,在60℃下研究苯乙烯聚合.苯乙烯溶液浓度(1.0mol/L), 过氧化物(0.01mol/L), 引发和聚合的初速分别为4.0×10-11和1.5×10-7mol/L.S. 试计算fkd, 初期聚合度, 初期动力学链长. （计算时采用下列数据和条件:CM=8.0×10-5, CI=3.2×10-4, CS=2.3×10-6；60℃下苯乙烯密度为0.887g/mL, 60℃下苯的密度为0.839g/mL, 设苯乙烯-苯体系为理想溶液.）
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【解答】
依题意，有：

6. 试述高分子化学发展有几个时期及发展方向。
【解答】 仅供参考

高分子化学的发展大致可以分为四个阶段：
第一阶段：为19世纪30年代~20世纪20年代，对天然高分子的利用、加工及改性时期，是高分子化学的萌芽期。
当时虽然没有高分子的概念，但是淀粉、纤维素、天然橡胶、丝、毛等天然高分子已经广泛应用于人们的日常生活。19世纪后期，人们就设法利用化学方法来改变天然高分子材料的性质，使更适用于应用的需要。1838年-1851年在英国和美国先后建立了天然橡胶的硫化工厂，开始生产橡皮和硬橡胶。1868年开始了硝酸纤维素（赛璐珞）等工业的生产。二十世纪初开始了醋酸纤维素的生产。
第二阶段：是19世纪20年代~20世纪40年代，是高分子化学工业生产兴起和发展的关键时期。
德国科学家Staudinger于1917年提出了“高分子化合物是由以共价键连接的长链分子所组成”的猜想，并于1932年得到公认，并在此基础上建立了“高分子科学”。这一时期大量经由缩聚和合自由基聚合的聚合物得到工业化，缩聚和自由基聚合奠定了早期高分子化学的基础。
从1907年建立了第一个小型酚醛树脂厂算起，便开始了合成高分子时期
1927年左右开始了第一个热塑性高分子聚氯乙烯的商品化生产，但是到了30年代才为真正的发展时期。聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯等都是在这一时期相继开始工业生产。
合成橡胶中，1931年已经出现了氯丁橡胶，1932年出现了第一个合成橡胶厂-丁钠橡胶工厂，1940 -1942年，先后生产了丁基橡胶和丁苯橡胶。
30年代后期，合成纤维也发展起来，如1938年尼龙66开始了工业化生产。
1942年出现了不饱和聚酯、1943年出现了有机硅树脂，1947年出现了环氧树脂，但是聚碳酸酯（1957年）、聚酰亚胺（1964年）和聚砜（1965年）的出现才标志着工程塑料工业的建立。
第三阶段：是20世纪50年代~20世纪60年代，是高分子化学快速发展的时期。
1953~1954年，Zigler-Natta等发明了有机金属引发体系，合成了高密度聚乙烯和等规聚丙烯，开拓了高分子合成的新领域。这一时期，聚烯烃、合成纤维如聚丙烯腈纤维（1950）、涤纶纤维（1953年）、聚丙烯纤维（1957年）相继投入生产。40年代初出现的高分子复合材料、工程塑料和特殊高分子，在60年代也得到了快速发展。这一时期，离子聚合、配位聚合、溶液聚合发展极快，高分子全面繁荣。
第四阶段: 是20世纪70年代至今，高分子化学学科更趋于成熟，进入新的时期。
这一时期，新的聚合方法如活性/可控自由基聚合、基团转移聚合、易位聚合等新的聚合技术出现，新型聚合物如星型结构、树枝状聚合物、超支化聚合物、新型接枝和嵌段共聚物、无机-有机杂化聚合物不断涌现。现在人们更重视新的合成技术的应用和高性能聚合物、功能高分子、特种高分子的研究与开发。

高分子化学的发展方向
1. 对通用高分子的改进和推广
通过化学共聚、交联、大分子基团反应、物理共混、填充、增强、增塑和复合等途径对通用高分子进行改性。
在工业上，趋向于实现大型化、连续化、自动化、高速化、高效化及定向化，以达到节约原料和能源、降低成本、提高质量的目的。关键是改进合成的聚合路线，从而可以缩短流程，降低单体的消耗定额，提高单体纯度和聚合物的质量；发展新型催化剂也是改进聚合工艺，提高产品质量的另一关键。

2． 特种耐热高分子、功能高分子、仿生高分子的研究与生产
开发具有特种耐热性或高强度等特殊性质的高分子材料，如聚酰亚胺、聚砜等特种塑料，聚芳酰胺等特种纤维，氟橡胶、硅橡胶等特种橡胶。
开发新型的功能化高分子，如光敏高分子、电活性高分子、反应性高分子、高分子膜材料、医用高分子等。
仿生高分子方面，今后着重于高分子催化剂和模拟酶的研究。
3. 强调绿色效应和减少对石油等化石资源的依赖
未来高分子化学更注重与其他学科之间交叉，强调绿色效应，既无污染性、循环利用性和再生性。比如，现在已经被广泛运用的以水和超临界流体CO2来替代有机溶剂，生产可降解的塑料、绿色农药、绿色涂料。
现在的高分子合成材料对石油的依赖性特别强，在石油资源逐渐短缺的情况下，天然高分子的利用和对无机高分子的研究和开发显得非常重要。
我们相信，随着高分子化学与物理、生物、工程、医药等许多学科基础的交叉和综合，高分子化学将进一步丰富和完善。未来高分子化学将朝着绿色化、功能化、智能化的方向发展，在经济发展和社会生活中将发挥越来越重要的作用。