高分子化学》课程试题答案
试题编号： 10 (A )
课程代号： 2040301 课程学时： 56
一、基本概念题（共15分,每题3分）
⒈ 引发剂及其半衰期t1/2：含有弱键的化合物,它们在热的作用下，共价键均裂而产生自由基的物质,称为引发剂。引发剂半衰期t1/2是指引发剂分解至起始浓度的一半时所需的时间。
⒉ 乳化剂及乳化作用：某些物质能降低水的表面张力,能形成胶束,有增溶作用, 对单体液滴有保护作用,能使单体和水组成的体系成为稳定的难以分层的乳液, 这种作用称为乳化作用。具有乳化作用的物质称为乳化剂。
⒊ 胶束：如果乳化剂的浓度很低时,它以单个分子形式真正溶于水中“真溶”；当乳化剂的浓度超过某一浓度时,就形成由50~100个乳化剂分子所构成的聚集体,称之为胶束。
⒋ 聚合物相对分子质量多分散性及其表征：即使对于一个纯粹的聚合物,它也是由化学组成相同而相对分子质量不等的同一系列的聚合物的混合物所构成。其用相对分子质量分布曲线或相对分子质量分布系数表征。
⒌ 界面缩聚及其组分：将两种单体分别溶于两种互不相溶的溶剂中,形成两种单体溶液 ，在两种溶液的界面处进行缩聚反应，并很快形成聚合物的这种缩聚称为界面缩聚。组分为单体、引发剂和溶剂。
二、判断题（共10分）
⒈ (5分)判断下列单体能否通过自由基聚合形成高相对分子质量聚合物，并说明理由。
⑴ CH2=C(C6H5)2 不能。因二个苯基体积大，位阻效应。
⑵ CH2=CH-OR 不能。因-OR是强的推电子取代基。
⑶ CH2=CHCH3 不能。因-CH3是推电子取代基。
⑷ CH2=C(CH3)COOCH3 能。因-CH3是弱推电子取代基，而-COOCH3是较强的吸电子取代基，二者垒加结果有弱的吸电子效应。
⑸ CH3CH=CHCOOCH3 不能。因有1,2-二元取代基，位阻效应。
⒉ (5分)判断下列单体对，哪对单体较容易形成交替共聚物？并说明理由。
⑴ 醋酸乙烯酯(M1)和丙烯腈(M2) r1＝0.06，r2＝4.05； 0.243
⑵ 丙烯酸甲酯(M1)和偏二氯乙烯(M2) r1＝0.84，r2＝0.9；
0.756
⑶ 苯乙烯(M1)和醋酸乙烯酯(M2) r1＝55，r2＝0.9； 49.5
⑷ 甲基丙烯腈(M1)和
-甲基苯乙烯(M2) r1＝0.15，r2＝0.21 0.032
该对单体较容易形成交替共聚物。
⑸ 苯乙烯(M1)和马来酸酐(M2) r1＝0.01，r2＝0
0
该对单体容易形成交替共聚物。
三、问答题（共20分，根据题目要求回答下列各题）
⒈（5分）何谓氧化-还原引发剂？写出Fe2++K2S2O8和Fe2++氢过氧化异丙苯氧化-还原反应产生自由基的反应式。
在过氧类引发剂中加上还原剂，通过氧化-还原反应产生自由基。这种体系称为氧化-还原引发体系或称氧化-还原引发剂。
⒉（5分）聚乙烯、乙-丙二元共聚物大分子中无双键,说明其交联方法和交联的目的？并写出有关的化学反应方程式。
聚乙烯、乙-丙二元共聚物可以用过氧化物做交联剂与其共热而交联。聚乙烯交联后,可增加强度,提高使用温度,乙-丙二元共聚物交联后成为有用的弹性体。交联机理如下
⒊（10分）以BF3为引发剂，H2O为共引发剂，形成活性单体的反应为慢反应，终止方式为自发终止，写出异丁烯阳离子聚合有关的化学反应方程式，并推导聚合速率方程？
有关的化学反应方程式（5分）
慢反应
推导聚合速率方程（5分）
三、计算题（共36，根据要求计算下列各题）
⒈ (共14分)在一溶液聚合体系中，某单体浓度c(M)=0.2mol/L，某过氧化物引发剂浓度c(I)=4.0×10-3mol/L，60℃进行自由基聚合。已知kp=1.45×102L/mol·s，kt=7.0×107 L/mol·s，f=1，引发剂半衰期 44h。
⑴ (6分)求初期聚合速率
？
⑵ (4分)初期动力学链长 ?
⑶ (4分)当转化率达50%时所需的时间?
解：⑴ 根据题意 c(M)=0.2mol/L，c(I)=4.0×10-3mol/L
由
， 可得
（2分）
（2分）
（2分）解：⑵
（2分）
（2分）
解：⑶
（2分）
（2分）
⒉ （共16分）甲基丙烯酸甲酯(M1)-苯乙烯共聚(M2) r1=0.46, r2=0.52
已知：m2=15%
⑵ 画出x’1~x1曲线
解： ⑴
（1分）
（2分）
（2分）
⑵
计算结果（8分） 0 0 0.2 0.266 0.4 0.423 0.6 0.557 0.8 0.715 1.0 （1分） 1.0 x’1~x1曲线
(2分)
⒊ (6分）邻苯二甲酸酐和甘油摩尔比为1.50︰0.98,试分别用Carothers方程和Flory统计公式计算下列混合物的凝胶点
。
⑴ （3分）Carothers方程计算:
⑵ （3分）Flory统计公式计算：
设邻苯二甲酸酐为
、甘油为
因无
所以
五、填空（共12分，每空1分）
⒈ 表征乳化剂性能的主要指标是 临界胶束浓度CMC 亲油平衡值HLB 和 在三相衡点 等。
⒉ 聚合物的热降解有 无规热降解 、 解聚 和裂 等。
、 亲水侧链断 ⒊ 共聚物按大分子链中单体单元的排列次序可分为 无规共聚物 、 交替共聚物 和 嵌段共聚物 和 接枝共聚物 。
⒋ 表征聚合物相对分子质量的参数有 动力学链长 和 平均聚合度 。
六、 (共7分,每错一个方程式扣1分)
1,3-丁二烯配位聚合理论上有几种立体异构体? 并写出顺式-1,3-聚丁二烯和反式-1,3-聚丁二烯的结构式?
1,3-丁二烯配位聚合后理论上有4种立体异构体：全同1,2-聚丁二烯 、间同-1,2聚丁二烯、顺式1,4-聚丁二烯和反式1,4-聚丁二烯。
⑴ 1,3-丁二烯1,2 加成聚合有全同1,2-聚丁二烯 、间同-1,2聚丁二烯
⑵ 1,3-丁二烯1,4 加成聚合有顺式1,4-聚丁二烯 、反式1,4-聚丁二烯
