高分子化学答案（第五版）
第一章绪论
思考题
1.举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义，以及它们之间的相互关系和区别。 答：合成聚合物的原料称做单体，如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯，缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。 在生成过程中，单体往往转变成结构单元的形式，步入大分子链，高分子由许多结构单元重复键接而变成。在烯类加聚物中，单体单元、结构单元、重复单元相同，与单体的元素共同组成也相同，但电子结构却存有变化。在异构化物中，不使用单体单元术语，因为异构化时部分原子变小制备高分子副产物划出，结构单元的元素共同组成不再与单体相同。如果用2种单体异构化成异构化物，则由2种结构单元形成重复单元。
聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。
聚合度就是来衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基准，即为聚合物大分子链上所不含重复单元数目的平均值，以dp则表示；以结构单元数为基准，即为聚合物大分子链上所不含结构单元数目的平均值，以xn则表示。
2.举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义，以及它们之间的关系和区别。
请问：制备高分子多半就是由许多结构单元重复键接而变成的聚合物。聚合物（polymer）可以看做就是高分子（macromolecule）的同义词，也曾采用largeorbigmolecule的术语。从另一角度考量，大分子可以看做1条大分子链，而聚合物则就是许多大分子的聚集体。根据分子量或聚合度大小的相同，聚合物中又存有低聚物和高聚物之分后，但两者并并无严苛的界限，通常低聚物的分子量在几千以下，而高聚物的分子量总要在万以上。多数场合，聚合物就代表高聚物，不再标明“低”字。
齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物，属于低聚物的范畴。低聚物的含义更广泛一些。
3.写下聚氯乙烯、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）。挑选其常用分子量，排序聚合度。聚合物聚氯乙烯聚苯乙烯
1组织培养瓶
结构式（重复单元）-[-ch2chcl-]-n-[-ch2ch(c6h5)-]n
涤纶
尼龙66（聚酰胺-66）聚丁二烯天然橡胶
聚合物塑料聚氯乙烯聚苯乙烯纤维涤纶聚酰胺-66
分子量/万结构单元分后
子量/万
5~1510~301.8~2.31.2~1.8
62.510460+132=19
2114+112=2
26
橡胶顺-聚丁二烯
天然橡胶
25~3020~40
5468
-[-och2ch2o?occ6h4co-]n-[-nh(ch2)6nh?co(ch2)4co-]n-[-ch2ch=chch2-]n-[ch2ch=c(ch3)ch2-]n
dp=n800~2400960~2900(962~2885)
智能楼宇可视对讲系统
94~12053~80
特征
足够多的聚合度，就可以达至一定强度，强极性建议较低聚合度。极性，高聚合度就存有足够多的强度 4600~5600(4630-5556)2900~5900(2941-5882)
非极性，低分子量才剥夺高弹性和强度
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
异构化就是官能团单体间多次酯化反应的结果，除了异构化物居多产物外，除了高分子副产物产生，异构化物和单体的元素共同组成并不相同。
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
加聚就是烯类单体加成聚合的结果，并无副产物产生，加聚物与单体的元素共同组成相同。连锁生成由链转移、快速增长、中止等基元反应共同组成，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连锁生成机理。
2
环状单体?-键脱落后而生成成线形聚合物的反应称为开环生成。近年来，开环生成存有了很大的发展，可以另列于一类，与异构化和加聚同列。开环聚合物与单体共同组成相同，并无副产物产生，相似加聚；多数开环聚合物属杂链聚合物，相似异构化物。5.写下以下单体的聚合反应式，以及单体、聚合物的名称。
a.ch2=chfb.ch2=c(ch3)2c.ho(ch2)5coohe.nh2(ch2)6nh+hooc(ch2)4coohd.ch2-ch2||ch2-o
请问：
序号abcde
单体
ch2=chf氟乙烯ch2=c(ch3)2异丁烯ho(ch2)5cooh?-羟基己酸
ch2ch2ch2o丁氧环└―-――──┘nh2(ch2)6nh己二胺+酸
聚合，连锁聚合还是逐步聚合？
―a.[ch2=c(ch―]n3)2―b.[nh(ch2)6nhco(ch2)4co]―n2]n聚合物
-[-ch2-chf-]-n聚氟乙烯-[-ch2-c(ch3)2-]-n聚异丁烯-[-o(ch2)5co-]-n聚己内酯-[-ch2ch2ch2o-]-n聚氧三亚甲基
-[-nh(ch2)6nhco(ch2)4co-]-n龙66）
hooc(ch2)4cooh己二聚己二酰己二胺（聚酰胺-66，尼
6.按分子式写下聚合物和单体名称以及聚合反应式。属加聚、异构化还是开环
答：c.[nh(ch序号ab
单体
―2)5co]―n―d.[ch2c(ch3)=chch―
连锁、逐步生成连锁逐步/api/v3/search?p=1&t=all&q=
聚合物聚异丁烯胺，尼龙66
加聚、异构化或开环生成加聚异构化
ch2=c(ch3)2异丁烯hooc(ch2)4cooh己二酸
nh2(ch2)6nh2己二胺、聚已二酰己二
cnh(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）
dch2=c(ch3)-ch=ch2异戊二烯
共聚异戊二烯加聚连锁
3
7.写下以下聚合物的单体分子式和常用的聚合反应式：聚丙烯腈、天然橡胶、丁苯橡胶、聚甲醛、聚苯醚、聚四氟乙烯、共聚二甲基硅氧烷。请问：聚丙烯腈：丙烯腈ch2=chcn→天然橡胶：异戊二烯ch2=c(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
ch3oh+o2ch3och3n聚苯醚：2，6二甲基苯酚
ch3
聚四氟乙烯：四氟乙烯cf2=cf2→2
apm监控系统 ch3cl-si-clh2o-hclch3o-sich3n聚二甲基硅氧烷：二甲基硅氧烷
ch3
8.举例说明和区别线形结构和体形结构、热塑性聚合物和热固性聚合物、非晶态聚合物和结晶聚合物。攀岩板
请问：线形和支链大分子靠分子间力涌入成聚合物，聚合物熔化时，消除了分子间力，塑化或熔融；加热后，又汇聚成固态聚合物。熔化塑化和加热切割可以反反复复对称展开，这种热犯罪行为特称为热塑性。但大分子间力过小（弱氢键）的线形聚合物，例如纤维素，在热分解温度以下，无法塑化，也就不具备热塑性。具有潜在官能团的线形或支链大分子熔化后，在塑化的同时，交联成体形聚合物，加热后切割。以后熔化无法再塑化变形，这一热犯罪行为特称为热固性。但已经交联的聚合物无法在称为热固性。聚氯乙烯，生橡胶，硝化纤维：线形，热塑性纤维素：线形，无法塑化，热分解 酚醛塑料模制品，硬橡皮：交联，已经固化，不再塑化9.举例说明橡胶、纤维、塑料的结构-性能特征和主要差别。
请问：现举纤维、橡胶、塑料几例及其聚合度、热转变温度、分子特性、涌入态、机械性能等主要特征归入下表中。
聚合物纤维橡胶
聚合度90~12050~80~5000
tg/℃6950-108
tm/℃258265-
4
分子特性极性弱极性
聚集态晶态晶态
机械性能高强高模量高强高模量高弱高弹性
涤纶尼-66顺丁橡胶
龙
非极性高弹态
硅橡胶
爬梯电动轮椅 塑料
聚氯乙烯聚乙烯
5000~1万1500~1万600~1600
-123-12581
-40130-
非极性低弹态非极性极性
晶态玻璃态
高弱高弹性中强低模量中强中模量
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。
橡胶的性能建议就是高弹性，多采用非极性高分子，分子链轻柔，呈圆形非晶型低弹态，特征就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？橡胶和塑料的玻璃化温度有何区别？聚合物的熔点有什么特征？
请问：玻璃化温度及熔点就是最重要的热转变温度。
玻璃化温度是聚合物从玻璃态到高弹态的热转变温度。受外力作用，玻璃态时的形变较
小，而高弹态时的形变较大，其转折点就是玻璃化温度，可用膨胀计或热机械曲线仪进行测定。玻璃化温度是非晶态塑料（如聚氯乙烯、聚苯乙烯等）的使用上限温度，是橡胶（如顺丁橡胶、天然橡胶等）的使用下限温度。引入极性基团、位阻较大的芳杂环和交联是提高玻璃化温度的三大途径。
