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陕师大高分子化学第三章自由基聚合试题答案

2021-08-10 来源:小侦探旅游网
1. 数均分子量为1×105的聚乙酸乙烯酯水解得到聚乙烯醇。聚乙烯醇用高碘酸氧化,断开

1,2-二醇键后得到的聚乙烯醇的平均聚合度Xn=200。计算聚乙酸乙烯酯中首-首连接的百分数(假定聚乙酸乙烯酯水解前后的聚合度不变)。

答案:聚乙酸乙烯酯或聚乙烯醇的聚合度Xn=(105/86)≈1162.8(3分)

根据断开1,2-二醇键后得到的聚乙烯醇的平均聚合度Xn=200, 可知,其中首-首相连的个数=(1162.8/200)-1≈4.882(3分) 即1162.8个连接中,有4.882个单体以首-首相连,

所以首-首连接的百分数=(4.882/1162.8)*100%≈0.41%(3分) 1. 甲基丙烯酸甲酯在

50℃下用偶氮二异丁腈引发聚合 ,已知该条件下,

链终止既有偶合终止,又有歧化终止 ,

生成聚合物经实验测定引发剂片断数目与聚合物分子数目之比为聚合反应中偶合终止和歧化终止各占多少? 参考答案:

设偶合终止消耗的引发剂片断数目为x, 岐化终止消耗的引发剂片断数目为y。 根据自由基聚合反应终止特点得: x + y=1.25 ① x/2 + y=1 ② x =0.5, y=0.75 (4分) 偶合终止所占比例 0.5/1.25=40% (2分) 歧化终止所占比例 0.75/1.25=60% ( 2分)

2. 苯乙烯以二叔丁基过氧化物为引发剂,苯为溶剂,在60℃下进行聚合。已知:[M]=1.0 mol L-1, [I]=0.01 mol L-1, Ri=4.0×10-11 mol L-1 s -1, Rp=1.5×10-7 mol L-1 s -1, Cm=8.0×10-5, Ci =3.2 ×10-4, Cs=2.3×10-6, 60℃下苯和苯乙烯的密度分别为0.839 g ml-1和0.887 g ml-1, 假定苯乙烯-苯体系为理想溶液, 试求fkd, 动力学链长和平均聚合度. 参考答案:

由 Ri=2fkd[I]可求得:

fkd= Ri/2[I]=4×10-11/2×0.01=2.0×10-910-11 S-1 (2分) 动力学链长为

ν= Rp/Ri=1.5×10-7/4×10-11=3750 (2分)

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1.25׃1,请问在此

因为υ=kp2[M]2/2kt Rp [S]=(1-104/887)×839/78=9.5 mol L-1 (2分) 所以 1/Xn=1/2ν+Cm+ CI[I]/ [M]+ CS[S]/ [M]

=1/3750×2+8.0×10-5+3.2×10-4×0.01/1.0+2.3×10-6×9.5/1.0 =2.43×10-4 (2分) 平均聚合度Xn≈4195 (2分)

1. 以二特丁基过氧化物为引发剂,在60℃下研究苯乙烯在苯中的聚合反应,苯乙烯浓度为

1.0 mol dm-3。① 求引发速率为4×10-11 mol dm-3 s-1,聚合初速为1.5×10-7 mol•dm-3 s-1时的初期动力学链长和初期聚合度。② 要使获得的聚苯乙烯的数均分子量为8.5×104 ,需加入多少链转移剂正丁硫醇(Cs=21)?

参考答案:① 初期动力学链长ν=υp/υi=1.5×10-7/4×10-11 =3750(2分〕

初期聚合度Xn=2ν=7500(2分〕

② 1/Xn′= (1/2)(υi/υp)+ Cs[S]/[M],(2分〕

[S]= [M]/ Cs(1/Xn′-υi/2υp)= 1.0/21[1/(85000/104))-1/2ν]

=1/21(1/817.3-1/7500)≈5.19×10-5 mol•dm-3=4.67×10-3 g•dm-3(2分〕

(1)用C放射性同位素制备的AIBN引发剂合成的PS的聚合度为1.52×10。测得AIBN 在

闪烁器中的放射性计数为9.81×10 (mol ·min)。而3.22 g PS 的放射性活性计数为203 min。试根据计算确定这一聚合反应的动力学链终止方式。(阿佛加德罗常数为6.02×10mol)。

答案:每个AIBN分子的计数为(9.81×10)/(6.02×10)=1.63×10 min;

203次计数相当于203/(1.63×10)=1.25×10个AINBN分子; 换算为AIBN残基数为2×; 1.25×10=2.50×10个(4分)3.22 g PS换算为3.22/(104×1.52×10)=2.04×10mol PS; ; 即2.04×10×6.02×10个=1.23×10个PS分子(4分)

2.50×10/1.23×10≈2,即残基数等于PS分子数的2倍,所以链终止方式为偶合终止(2分)。

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Rtr,S=ktr,S[M·][S]=ktr,S[S][Rp/(kp[M])]=RpCS[S]/[M]=1.5×10-7×2.3×10-6[4.545×10-6]/1=1.57×10-18

11.对于双基终止的自由基聚合物,每一大分子含有1.30个引发剂残基,假设无链转移发生,试计算歧化终止与偶合终止的相对量。

解1:活性链数目为X, 偶合终止的活性链数目为Xc,则歧化反应的为X-Xc,

根据终止后引发剂残基数相等: X=[Xc/2+(X-Xc)]×1.30 Xc/X = 0.46 偶合46% 歧化54%

解法2: 引发剂碎片数以单位1表示,歧化终止的活性链数目/碎片数为x,分子链数x; 偶合终止则的碎片数为1-x, 分子链数(1-x)/2 于是每一大分子含有引发剂残基数为: 1/[x+(1-x)/2]=1.3 x=0.54, 1-x=0.46。

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