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高分子化學(xué)試題及答案
高分子化學(xué)是研究高分子化合物的合成、化學(xué)反應(yīng)、物理化學(xué)、物理、加工成型、應(yīng)用等方面的一門新興的綜合性學(xué)科。以下是由陽光網(wǎng)小編整理關(guān)于高分子化學(xué)試題的內(nèi)容，希望大家喜歡!
高分子化學(xué)試題及答案
一、名詞解釋
1、熱塑性聚合物：聚合物大分子之間以物理力聚而成，加熱時可熔融，并能溶于適當(dāng)溶劑中。熱塑性聚合物受熱時可塑化，冷卻時則固化成型，并且可以如此反復(fù)進(jìn)行。
2、熱固性聚合物：許多線性或支鏈形大分子由化學(xué)鍵連接而成的交聯(lián)體形聚合物，許多大分子鍵合在一起，已無單個大分子可言。這類聚合物受熱不軟化，也不易被溶劑所溶脹。
3、官能度：一分子聚合反應(yīng)原料中能參與反應(yīng)的官能團(tuán)數(shù)稱為官能度。
4、自動加速現(xiàn)象：聚合中期隨著聚合的進(jìn)行，聚合速率逐漸增加，出現(xiàn)自動加速現(xiàn)象，自動加速現(xiàn)象主要是體系粘度增加所引起的。
5、動力學(xué)鏈長：每個活性種從引發(fā)階段到終止階段所消耗的單體分子數(shù)定義為動力學(xué)鏈長，動力學(xué)鏈在鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)中不終止。
6、膠束成核：在經(jīng)典的乳液聚合體系中，由于膠束的表面積大，更有利捕捉水相中的初級自由基和短鏈自由基，自由基進(jìn)入膠束，引發(fā)其中單體聚合，形成活性種，這就是所謂的膠束成核。
7、籠蔽效應(yīng)：在溶液聚合反應(yīng)中，濃度較低的引發(fā)劑分子及其分解出的初級自由基始終處于含大量溶劑分子的高黏度聚合物溶液的包圍之中，一部分初級自由基無法與單本分子接觸而更容易發(fā)生向引發(fā)劑或溶劑的轉(zhuǎn)移反應(yīng)，從而使引發(fā)劑效率降低。
8、引發(fā)劑效率：引發(fā)聚合部分引發(fā)劑占引發(fā)劑分解消耗總量的分率稱為引發(fā)劑效率。
9、活性聚合：當(dāng)單體轉(zhuǎn)化率達(dá)到 100%時，聚合仍不終止，形成具有反應(yīng)活性聚合物(活性聚合物)的聚合叫活性聚合。
10、競聚率：是均聚和共聚鏈增長速率常數(shù)之比，r1=k11/k12，r2=k22/k21，競聚率用來直觀地表征兩種單體的共聚傾向。
11、阻聚劑：能夠使每一自由基都終止，形成非自由基物質(zhì)，或形成活性低、不足以再引發(fā)的自由基的試劑，它能使聚合完全停止。
12、凝膠點：多官能團(tuán)單體聚合到某一程度，開始交聯(lián)，粘度突增，氣泡也難上升，出現(xiàn)了所謂凝膠，這時的反應(yīng)程度稱做凝膠點。
13、反應(yīng)程度：參加反應(yīng)的官能團(tuán)數(shù)占起始官能團(tuán)數(shù)的分率。
14、半衰期：物質(zhì)分解至起始濃度(計時起點濃度)一半時所需的時間。
二、簡答題
1、寫出二元共聚物組成微分方程并討論其適用的范圍(8分)
r1f12f1f2
解答：F1， 22
r1f12f1f2r2f2
(或d[M1]/d[M2]=[m1]/[M2]·{r1[M1]+[M2]}/{r2[M2]+[M1]}) r1
k11k,r222 k12k21
使用范圍：適用于聚合反應(yīng)初期，并作以下假定。
假定一：體系中無解聚反應(yīng)。
假定二：等活性。自由基活性與鏈長無關(guān)。
假定三：無前末端效應(yīng)。鏈自由基前末端(倒數(shù)第二個)單體單元對自由基 活性無影響 假定四：聚合度很大。引發(fā)和終止對聚合物組成無影響。
假定五：穩(wěn)態(tài)假定。體系中總自由基濃度和兩種自由基濃度都不變
2、在自由基聚合反應(yīng)動力學(xué)研究中作了那些基本假定，解決了什么問題(6分)
假定一：鏈自由基的活性與鏈長無關(guān)，解決了增長速率方程：Rp=kp[M·]*[M]
假定二：數(shù)均聚合度很大，引發(fā)消耗的單體忽略不計，單體消耗在增長階段，自由基聚合速率等于增長速率，解決了自由基聚合反應(yīng)速率用增長速率表示
假定三：穩(wěn)態(tài)假定，聚合反應(yīng)初期，自由基的生成速率等于自由基的消失速率，自由基濃度不變，解決了自由基濃度的表達(dá)式。
由假定三，根據(jù)具體的引發(fā)方式和終止方式，求出自由基的濃度[M·]，如常用的引發(fā)劑熱引發(fā)聚合: Ri=2fkd[I] Rt=2kt[M·]2 Ri= Rt [M·]=(fkd/kt)1/2[I]1/2
再由假定二和假定一，將自由基濃度[M·]帶入增長速率方程： Rp=kp[M·]*[M] = kp(fkd/kt)1/2[I]1/2[M]
3、簡要敘述自由基聚合反應(yīng)的特征。
答：(1)、自由基聚合反應(yīng)在微觀上可以明顯地區(qū)分成鏈的引發(fā)、增長、終止、轉(zhuǎn)移等基元反應(yīng); (2)、只有鏈增長反應(yīng)才使聚合度增加，反應(yīng)混合物僅由單體和聚合物組成;
(3)、在聚合過程中，單體濃度逐步將低，聚合物濃度相應(yīng)提高，延長聚合時間主要是提高轉(zhuǎn)化率，多分子量影響較小;
(4)、少量(0。01%～0。1%)阻聚劑足以使自由基聚合反應(yīng)終止。
4、敘述成功進(jìn)行逐步聚合的原則和措施。
1、使反應(yīng)物盡量純凈
2、反應(yīng)物按計量數(shù)配制，加入微量單官能團(tuán)或雙官能團(tuán)物質(zhì)微量來控制聚合物分子量 3、盡量提高反應(yīng)程度
4、采取減壓分離等手段，及時分離生成物。
5、鏈轉(zhuǎn)移有幾種方式各種鏈轉(zhuǎn)移方式對分子量有什么影響
答：有四種轉(zhuǎn)移方式：向單體轉(zhuǎn)移，向引發(fā)劑轉(zhuǎn)移，向溶劑或鏈轉(zhuǎn)移劑轉(zhuǎn)移，向大分子轉(zhuǎn)移。 前三種轉(zhuǎn)移使分子量降低，向大分子轉(zhuǎn)移使分子量增加。
6、在自由基聚合反應(yīng)中，何種條件下會出現(xiàn)反應(yīng)自動加速現(xiàn)象。試討論其產(chǎn)生的原因以及促使其產(chǎn)生和抑制的方法。
解：本體聚合和添加少量溶劑的溶液聚合等反應(yīng)往往會出現(xiàn)反應(yīng)自動加速現(xiàn)象。造成自動加速現(xiàn)象的原因是隨著反應(yīng)的進(jìn)行，體系粘度漸增或溶解性能變差，造成kt變小，活性鏈壽命延長，體系活性鏈濃度增大。
在非均相本體聚合和沉淀聚合中，由于活性鏈端被屏蔽，鏈終止反應(yīng)速度大大下降，也出現(xiàn)明顯的反應(yīng)自動加速現(xiàn)象。
在某些聚合反應(yīng)中，由于模板效應(yīng)或氫鍵作用導(dǎo)致kp增大，亦會出現(xiàn)反應(yīng)自動加速。
反應(yīng)的自動加速大多由于體系中單位時間內(nèi)引發(fā)的鏈和動力學(xué)終止的鏈的. 數(shù)目不等造成活性鏈濃度不斷增大所致。若能調(diào)節(jié)引發(fā)劑的種類和用量，使引發(fā)產(chǎn)生的新鏈的速度亦隨轉(zhuǎn)化率增加而遞減，則可抑制反應(yīng)自動加速。此外，
選用良溶劑，加大溶劑用量，提高聚合溫度或適當(dāng)降低聚合物的分子量等，都會減輕反應(yīng)自動加速程度。反之，則可使自動加速現(xiàn)象提前發(fā)生。
7、試從單體，引發(fā)劑，聚合方法及反應(yīng)的特點等方面對自由基，陰離子和陽離子聚合反應(yīng)進(jìn)行比較。
8、連鎖聚合與逐步聚合的三個主要區(qū)別是什么(6分)
�、旁鲩L方式：連鎖聚合總是單體與活性種反應(yīng)，逐步聚合是官能團(tuán)之間的反應(yīng)，官能團(tuán)可以來自于單體、低聚體、多聚體、大分子
�、茊误w轉(zhuǎn)化率：連鎖聚合的單體轉(zhuǎn)化率隨著反應(yīng)的進(jìn)行不斷提高，逐步聚合的單體轉(zhuǎn)化率在反應(yīng)的一開始就接近100%
�、蔷酆衔锏姆肿恿浚哼B鎖聚合的分子量一般不隨時間而變，逐步聚合的分子量隨時間的增加而增加
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