高分子化学课后习题前五章答案(第五版)潘祖仁

高分子化学课后习 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 前五章答案(第五版)潘祖仁 高分子化学课后习题前五章答案(第五版)潘祖仁 绪论 思考题 1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值，以表示;以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以表示。2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的和区别。. 写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯和天然橡胶的结构式(重复单元)。选择其常用分子量，计算聚合度。-[-CH2CHCl-]- n 聚苯乙烯 -[-CH2CH C6H5 -]n 涤纶 -[-OCH2CH2O OCC6H4CO-]n 尼龙66(聚酰胺-66) -[-NH CH2 6NH CO CH2 4CO-]n 聚丁二烯 -[-CH2CH CHCH2 -]n 天然橡胶 -[CH2CH C CH3 CH2-]n 聚合物 分子量/万 结构单元分子量/万 DP n 特征 塑料 聚氯乙烯 聚苯乙烯 5~15 10~30 62.5 104 800~2400 960~2900 962~2885 足够的聚合度，才能达到一定强度，弱 极性要求较高聚合度。 纤维 涤纶 聚酰胺-66 1.8~2.3 1.2~1.8 60+132 192 114+112 226 94~120 53~80 极性，低聚合度就有足够的强度 橡胶 顺-聚丁二烯 天然橡胶 25~30 20~40 54 68 4600~5600 4630-5556 2900~5900 2941-5882 非极性，高分子量才赋予高弹性和强度 4. 举例说明和区别:缩聚、聚加成和逐步聚合，加聚、开环聚合和连锁聚合。 答:按单体-聚合物组成结构变化，可将聚合反应分成缩聚、加聚、开环聚合三大类;而按机理，可分成逐步聚合和连锁聚合两类。 1)缩聚、聚加成和逐 步聚合 缩聚是官能团单体间多次缩合反应的结果，除了缩聚物为主产物外，还有低分子副产物产生，缩聚物和单体的元素组成并不相同。 逐步聚合是无活性中心，单体中不同官能团之间相互反应而逐步增长，每步反应的速率和活化能大致相同。大部分缩聚属于逐步聚合机理，但两者不是同义词。 聚加成反应是含活泼氢功能基的亲核化合物与含亲电不饱和功能基的亲电化合物之间的聚合。属于非缩聚的逐步聚合。 2)加聚、开环聚合和连锁聚合 加聚是烯类单体加成聚合的结果，无副产物产生，加聚物与单体的元素组成相同。连锁聚合由链转移、增长、终止等基元反应组成，其活化能和速率常数各不相同。多数烯类单体的加聚反应属于连锁聚合机理。 环状单体 -键断裂后而聚合成线形聚合物的反应称作开环聚合。近年来，开环聚合有了较大的发展，可另列一类，与缩聚和加聚并列。开环聚合物与单体组成相同，无副产物产生，类似加聚;多数开环聚合物属于杂链聚合物，类似缩聚物。 5. 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氟乙烯 -[-CH2-CHF-]-n聚氟乙烯 b CH2 C CH3 2 异丁烯 -[-CH2-C CH3 2-]-n聚异丁烯 c HO CH2 5COOH -羟基己酸 -[-O CH2 5CO-]-n聚己内酯 d CH2CH2CH2O丁氧环 ?―-――——? -[-CH2CH2CH2O-]-n 聚氧三亚甲基 e NH2 CH2 6NH己二胺+ HOOC CH2 4COOH己二酸 -[-NH CH2 6NHCO CH2 4CO-]-n聚己二酰己二胺(聚酰胺-66，尼龙66) 6. 按分子式写出聚合物和单体名称以及聚合反应式。属于加聚、缩聚开环聚合，连锁还是逐步聚合, 序号 单体 聚合物 加聚、缩聚或开环聚合连锁逐步聚合a CH2 C CH3 2异丁烯 聚异丁烯 加聚 连锁 b NH2 CH2 6NH2己二胺、HOOC CH2 4COOH己二酸 聚已二酰己二胺，尼龙66 缩聚 逐步 c NH CH2 5CO己内酰胺 ?――――? 尼龙6 开 环 逐步(水或酸作催化剂)或连锁(碱作催化剂) d CH2 C CH3 -CH CH2 异戊二烯 聚异戊二烯 加聚 连锁 7. 写出下列聚合物的单体分子式和聚合反应式:聚丙烯腈天然橡胶丁苯橡胶聚甲醛聚苯醚聚四氟乙烯聚二甲基硅氧烷。 CH3 -CH CH2? 丁苯橡胶:丁二烯+苯乙烯CH2 CH-CH CH2+CH2 CH-C6H5 ? 聚甲醛:甲醛CH2O 聚苯醚:2，6二甲基苯酚 聚四氟乙烯:四氟乙烯CF2 CF2?2 聚二甲基硅氧烷:二甲基硅氧烷 8. 举例说明和区别线形和体形结构热塑性和热固性聚合物和结晶聚合物。 . 举例说明橡胶、纤维、塑料的结构-性能特征和主要差别。 90~120 69 258 极性 晶态 高强高模量 尼龙-66 50~80 50 265 强极性 晶态 高强高模量 橡 胶 顺丁橡胶 ~5000 -108 - 非极性 高弹态 低强高弹性 硅橡胶 5000~1万 -123 -40 非极性 高弹态 低强高弹性 塑 料 聚乙烯 1500~1万 -125 130 非极性 晶态 中强低模量 聚氯乙烯 600~1600 81 - 极性 玻璃态 中强中模量 纤维需要有较高的拉伸强度和高模量，并希望有较高的热转变温度，因此多选用带有极性基团(尤其是能够形成氢键)而结构简单的高分子，使聚集成晶态，有足够高的熔点，便于烫熨。强极性或氢键可以造成较大的分子间力，因此，较低的聚合度或分子量就足以产生较大的强度和模量。 橡胶的性能要求是高弹性，多选用非极性高分子，分子链柔顺，呈非晶型高弹态，特征是分子量或聚合度很高，玻璃化温度很低。 塑料性能要求介于纤维和橡胶之间，种类繁多，从接近纤维的硬塑料(如聚氯乙烯，也可拉成纤维)到接近橡胶的软塑料(如聚乙烯，玻璃化温度极低，类似橡胶)都有。低密度聚乙烯结构简单，结晶度高，才有较高的熔点(130?);较高的聚合度或分子量才能保证聚乙烯的强度。等规聚丙烯结晶度高，熔点高(175?)，强度也高，已经进入工程 塑料的范围。聚氯乙烯含有极性的氯原子，强度中等;但属于非晶型的玻璃态，玻璃化温度较低。使用范围受到限制。 10. 什么叫玻璃化温度,聚合物的熔点有什么特征, 1. 求下列混合物的数均分子量、质均分子量和分子量分布指数。 a、组分A:质量 10g，分子量 30 000;b、组分B:质量 5g，分子量 70 000; c、组分C:质量 1g，分子量 100 000 解:数均分子量 质均分子量 分子量分布指数 / 46876/38576 1.22 2. 等质量的聚合物A和聚合物B共混，计算共混物的和。 聚合物 A: 35,000, 90,000; 聚合物B: 15,000, 300,000 解: 缩聚与逐步聚合 计算题 1. 通过碱滴定法和红外光谱法，同时测得21.3 g聚己二酰己二胺试样中含有2.50 10-3mol羧基。 根据这一数据，计算得数均分子量为8520。计算时作什么假定,如何通过实验来确定的可靠性,如该假定不可靠，怎样由实验来测定正确的值,，，， 上述计算时需假设:聚己二酰己二胺由二元胺和二元酸反应制得，每个大分子链平均只含一个羧基，且羧基数和胺基数相等。 可以通过测定大分子链端基的COOH和NH2摩尔数以及大分子的摩尔数来验证假设的可靠性，如果大分子的摩尔数等于COOH和NH2的一半时，就可假定此假设的可靠性。 用气相渗透压法可较准确地测定数均分子量，得到大分子的摩尔数。 碱滴定法测得羧基基团数、红外光谱法测得羟基基团数 2. 羟基酸HO- CH2 4-COOH进行线形缩聚，测得产物的质均分子量为18,400 g/mol-1，试计算:a. 羧基已经醌化的百分比 b. 数均聚合度 c. 结构单元数 解:已知 根据得:p 0.989，故已酯化羧基百分数为98.9%。 3. 等摩尔己二胺和己二酸进行缩聚，反应程度p为0.500、0.800、0.900、0.950、0.980、0.990、0.995，试求数均聚合度、DP和数均分子量并作,p关系图。p 0.500 0.800 0.900 0.950 0.970 0.980 0.990 0.995 2 5 10 20 33.3 50 100 200 DP Xn/2 1 2.5 5 10 16.65 25 50 100 Mn 113;Xn 18 244 583 1148 2278 3781 5668 11318 22618 8. 等摩尔的乙二醇和对苯二甲酸在280?下封管内进行缩聚， 平衡常数K 4，求最终。另在排除副产物水的条件下缩聚，欲得，问体系中残留 水分有多少, 解: 9. 等摩尔二元醇和二元酸缩聚，另加醋酸1.5%，p 聚酯的 聚合度多少,mol，则醋酸的摩尔数为0.015mol。Na 2mol，Nb 2mol，mol 当p 0.995时， 当p 0.999时， 10. 尼龙1010是根据1010盐中过量的癸二酸来控制分子 量，如果要求分子量为20000，问1010盐的酸值应该是多少,(以mg KOH/g计) 尼龙1010 假设反应程度p 1， 尼龙1010盐a(癸二胺) 1，Nb(癸二酸) 1.0/0.983 1.0173，则 酸值 11. 己内酰胺在封管内进行开环聚合。按1 mol己内酰胺计， 加