一、选择题
我的叔叔于勒续写
1.不属于影响缩聚反应聚合度的因素是( )。[杭州师范大学2011研] A .转化率
B .反应程度
C .平衡常数
D .基团数比
加勒比【答案】A
【解析】影响缩聚物聚合度的因素有反应程度、平衡常数和基团数比,基团数比成为控制因素。控制聚合度的有效手段是:①由两种单体进行混缩聚时,使一种单体稍过量;②在反应体系中加一种单官能团湖北民族学院学报
物质,使其与大分子端基反应,起封端作用,使p 稳定在一定数值上,制得预定聚合度的产物。当两种单体等摩尔条件下进行不可逆缩聚时,聚合度随反应程度p 加深而增加1X 1p
=
-n 。
汞金2.在开放体系中进行线形缩聚反应,为了得到最大聚合度的产品,应该( )。[杭州师范大学2011研]
A .选择平衡常数大的有机反应
B .选择适当高的温度和极高的真空度,尽可能除去小分子产物
C .尽可能延长反应时间
D.尽可能提高反应温度
【答案】B
【解析】获得高分子量缩聚物的基本条件有以下几方面:①单体纯净,无单官能团化合物;②官能团等摩尔比;③尽可能高的反应程度,包括温度控制、催化剂、后期减压排除小分子、惰性气体保护等。D项温度过高会使平衡常数K减小,副反应增多,要严格控制温度,初期适当低,后期适当高。
3.当一个逐步缩聚反应体系发生凝胶化时,应该满足的条件是()。[中国科学技术大学2010研]
A.α(ƒ-1)<1
B.α(ƒ-1)>1
C.ρ=1
D.r=1
【答案】B
【解析】平均官能度ƒ>2,才会发生凝胶。
4.聚氨酯是具有广泛用途的高分子材料,下列体系中能够获得聚氨酯的反应是()。[中国科学技术大学2010研]
乙烯利A.OCN—R—NCO+HOOC—R´—COOH
B.OCN—R—NCO+H2N-R´—NH2
C.OCN—R—NCO+HOR´—OH
D.OCN—R—NCO+CH3CH2OOC-R´—COOCH2CH3
【答案】C
【解析】合成聚氨酯的两条技术路线为:①二氯代甲酸酯与二元胺;②二异氰酸酯和二元醇。
二、名词解释
1.平均官能度[杭州师范大学2011研]
答:平均官能度是指有两种或两种以上单体参加的混缩聚或共缩聚反应中在达到凝胶点以前的线形缩聚阶段,反应体系中实际能够参加反应的官能团数与单体总物质的量之比。体系的平均官能度对缩聚
产物的结构影响很大。ƒ=1时,仅能形成低分子物而不能形成聚合物;f=2时,原则上仅能形成线型聚合物;ƒ大于2时,则可能形成支链型或体型聚合物。大分子链的交联程度随平均官能度的增加而增加。
2.反应程度[北京理工大学2007、浙江理工大学2011、杭州师范大学2011研]
答:反应程度是指参与反应的基团数与起始基团数之比,是高分子缩聚反应中用以表征反应深度的量。要注意反应程度和转化率的区别,转化率是指反应了的单体分子数与起始单体分子数之比,在缩聚反应中常用反应程度来描述反应过程,因为缩聚反应本质是官能团之间的反应,只有官能团之间充分反应才能生成大分子。
3.缩聚反应[杭州师范大学2011研]
答:缩聚反应是指具有两个或两个以上官能团的单体,相互反应生成高分子化合物,同时产生简单分子(如H2O、HX、醇等)的一类有机化学反应,兼有缩合出低分子和聚合成
高分子的双重含义,反应产物称为缩聚物。缩聚反应本质可看作为取代,根据反应条件可分为熔融缩
聚反应、溶液缩聚反应、界面缩聚反应和固相缩聚反应四种。
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4.转化率[浙江理工大学2011(A)研]
答:转化率是指参加反应的单体分子数与初始投料单体分子数之比,表示已经反应的单体的数目。要注意转化率和反应程度的区别,反应程度是指已经反应的官能团的数目。缩聚早期,单体很快消失,转变成二、三、四聚体等低聚物,转化率就很高,以后则是低聚物间的缩聚,使分子量逐步增加。在此情况下,用转化率来评价聚合深度已无意义,故在缩聚反应中常用反应程度来描述反应过程。
5.环氧值。[中科院研究生院2012研]
答:环氧值是指每100克环氧树脂中含有的环氧基的当量数,单位为“当量/100克”。它与环氧当量的关系为:环氧值=100/环氧当量。环氧值是环氧树脂的重要性能指标,常以环氧值来表示环氧树脂分子量的大小或计算固化剂的用量。
三、问答题
1.获得高分子量缩聚物的基本条件有哪些?[杭州师范大学2011研]
答:获得高分子量缩聚物的基本条件有以下几方面:
(1)高活性单体;
(2)单体纯净,无单官能团化合物;
(3)官能团等摩尔比;
(4)尽可能高的反应程度,包括温度控制、催化剂、后期减压排除小分子、惰性气体保护等。
2.如何用实验证明一未知单体的聚合反应是以逐步聚合还是连锁聚合机理进行的?[浙江理工大学2011研]
答:用实验证明一未知单体的聚合反应机理的方法如下:
通过测定聚合物分子量或单体转化率与反应时间的关系来鉴别反应机理。随反应时间的延长,分子量逐渐增大的反应属于逐步聚合;聚合很短时间后分子量就不随着反应时间的延长而增大的聚合反应属于连锁反应。单体转化率随聚合时间的延长而逐渐增大的聚合反应属于连锁聚合;单体迅速转化,转化率基本与聚合时间无关的反应属于逐步聚合。
3.自由基聚合中由于单体转化率的提高产生凝胶化现象。体型缩聚中由于反应程度的不断升高也伴随着凝胶化现象的出现。试解释该现象出现的原因。[南开大学2011研] 答:产生凝胶化现象的原因为:
(1)自由基聚合中随着转化率的提高,体系的粘度升高,链自由基相互缠结,链自由基的扩散、链段重排受到了抑制,自由基所在的活性链端基难以相互靠近甚至被包埋,双基终止困难,使链终止速率常数下降,自由基寿命延长。体系粘度变化对链自由基的平移扩散和链段重排影响较大,但对单体小分子的扩散运动几乎没有影响,链增长速率常数变化较小,综合速率常数升高,因而聚合速率提高。
(2)体型缩聚中的凝胶化现象是由于聚合过程中生成了交联网状结构的凝胶状体型大分子,使体系的粘度增加。
4.写出缩合聚合成为可控/“活性”聚合的方法。[南开大学2011研]
答:缩合聚合成为可控/“活性”聚合的方法为:
(1)可控的加聚反应和开环聚合反应中,单体选择性地只与引发剂或活性链末端基团反应,不发生链终止和链转移(可逆的链转移和链终止),活性中心浓度一定。因此聚合物的相对分子量能够通过调节单体和引发剂的投料比或单体的转化率来进行控制,得到窄分散的聚合物。此理念用于缩合聚合反应中,使之以活性聚合的方式进行,可以制备结构规整、相对分子质量分布窄的缩合聚合物。
(2)相转移催化剂法合成聚酯反应中,固态的单体借助于一定量的相转移催化剂进入有机相,和引发剂和链增长过程中的活性聚合物链末端基团反应;同时,由于固态单体之间不能发生反应,因而导致发生可控缩聚反应。
(3)催化剂转移可控缩聚反应合成共轭聚合物中,催化剂可以活化聚合物链上的末端基团,从而使其与单体反应;同时,催化剂又转移到新生成的聚合物链的末端而使其活化。
5.写出Kevlar 的合成反应式。[中国科学技术大学2010研]
答:Kevlar 的合成反应式为
NH NHCO CO n CO n NH 2NH 2+ nCO OH
6.由适当单体合成下列聚合物,并注明聚合反应类型。[中国科学技术大学2010研]
答:合成反应式为