武汉理工大学高分子材料研究生入学考试试题讲解.docx
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武汉理工大学高分子材料研究生入学考试试题讲解
武汉理工大学2009年研究生入学考试试题
课程代码835课程高分子化学
(共5页,共5大题、39小题答题时不必抄题,标明题目序号)
一、填空题:
(每空1分,共15小题,本题共25分)
1、1930年首次提出:
高分子是由大量原子按一定的顺序连接成的链形分子。
(1分)
2、高分子的熔体粘度(决定加工性能)主要取决于(数均、重均)分子量,与(数均、重均)分子量关系较小。
(2分)
3、1,1-二苯乙烯,由于而不易聚合。
(1分)
4、甲基丙烯酸甲酯在75℃作自由基聚合,聚合初期,链自由基终止以为主;苯乙烯在50℃作自由基聚合,聚合初期,链自由基终止以为主。
(2分)
5、自由基聚合中,链自由基向引发剂转移,会使分子量(升高、下降、基本不变);消耗引发剂,引发剂效率(升高、下降、基本不变);聚合速率(升高、下降、基本不变)。
(3分)
6、膨胀计法是利用聚合物密度比单体(大、小)的现象,通过测定聚合时的体积(膨胀、收缩)来确定转化率。
(2分)
7、顺丁烯二酸酐和1,2-二苯基乙烯自由基共聚合,最可能得到(无规、接枝、交替、嵌段)共聚物。
共聚物的两种结构单元的组成比为。
(2分)
8、是唯一只能进行阳离子聚合的α-烯烃。
(1分)
9、阳离子聚合的引发剂是缺电子物种,属亲电试剂,有,,稳定的有机阳离子盐类等几类。
(2分)
10、BuLi/THF,PhLi/NH3体系引发苯乙烯等非极性单体聚合,在无杂质的聚合条件下,可得到稳定的。
(1分)
11、茂金属(Metallocene)是含有环茂二烯(Cp)或取代环茂二烯配体的金属有机化合物的通称。
在配位聚合中,茂金属常用作(均相、非均相)催化剂。
(1分)
12、在缩聚或逐步聚合反应中,用不能准确的反应聚合的进度,而需改用
来描述反应的深度。
(2分)
13、光气直接法制碳酸酯是将双酚A的钠盐的与的有机溶液混合进行而成。
(3分)
14、聚合物在使用过程中,受空气、光等大气条件物理-化学因素的影响,引起不希望的化学变化,使性能变坏,这个过程成为。
(1分)
15、PVC与Zn粉共热,最高转化率只能达到86.5%,这是由于高分子链上的相邻基团进行无规成对反应时,最高转化率受到的限制造成的。
(3分)
二、选择题:
(每题2分,共13小题,共26分)
1、在过氧化物引发CH2=CHCl的自由基反应中,控制分子量的主要因素为:
(3分)
A、反应时间B、引发剂浓度
C、反应温度D、单体浓度
2、Q、e值相近的单体趋向于:
(2分)
A、理想共聚B、交替共聚
C、无规共聚D、嵌段共聚
3、苯乙烯自由基溶液聚合时的溶液不宜选择:
(2分)
A、四氯化碳B、苯
C、甲苯D、乙苯
4、不易于马来酸酐发生交替共聚反应的单体是:
(2分)
A、1,2-二苯乙烯B、苯乙烯
C、乙烯基丁基醚D、丙烯腈
5、欲在25℃下进行苯乙烯的本体聚合反应,引发剂应选择:
(3分)
A、BPOB、AIBN
C、BPO+二甲基苯胺D、过氧化物+FeSO4
6、乳液聚合恒速阶段结束的标志是:
(3分)
A、单体液滴全部消失B、体系粘度恒定
C、胶束全部消失D、引发剂消耗掉一半
7、要求合成苯乙烯(S)与丁二烯(B)的SBS型三嵌段共聚物,且分子量分布具有单分散性,以下最适宜的引发体系为:
(2分)
A、RCH2OH+Ce4+B、α-TiCl3-AlEt3
C、SnCl4+H2OD、萘+Na
8、某聚合体系用Cs=19的链转移剂调节分子量,一次投料。
则生成的聚合物分子量的变化现象是:
A、聚合初期小,聚合后期大B、聚合初期大,聚合后期小
C、整个聚合过程中基本不变D、先小后大,最后又变小
9、异丁烯和少量异戊二烯以SnCl4-H2O为引发体系在CH2Cl2中进行反应的聚合机理是:
(2分)
A、自由基连锁聚合B、阳离子连锁聚合
C、阴离子连锁聚合D、聚加成逐步聚合
10、一对单体共聚时,r1=0.5,r2=0.8,其共聚行为是:
(2分)
A、理想共聚B、交替共聚
C、有恒比点的非理想共聚D、无恒比点的非理想共聚
11、等摩尔的二元酸和二元醇在一定温度下,于封管内进行均相聚合,已知该温度下的平衡常数为4,在此条件下的最大反应程度P和最大聚合度分别为:
(3分)
A、0.90和10B、0.50和2
C、0.75和4D、0.667和3
12、苯酚和甲醛进行缩聚反应。
当酚:
醛=5:
6(摩尔比)时,在碱催化下随反应进行
(1),当酚:
醛=7:
6(摩尔比),以酸作催化剂,反应进行过程中体系
(2)。
(2分)
A、
(1)可能发生凝胶化
(2)不可能发生凝胶化
B、
(1)不可能发生凝胶化
(2)不可能发生凝胶化
C、
(1)可能发生凝胶化
(2)可能发生凝胶化
D、
(1)不可能发生凝胶化
(2)可能发生凝胶化
13、欲使1000g环氧树脂(环氧值为0.2)固化,需要乙二胺的用量为:
(3分)
A、2molB、1molC、0.5molD、0.25mol
三、名词解释:
(每小题6分,共5小题,共30分)
1、共价键的均裂与异裂(6分);
2、诱导效应与共轭效应(6分);
3、胶束成核与均相成核(6分);
4、活性聚合与化学计量聚合(6分);
5、线性缩聚与体形缩聚(6分);
四、简答题:
(共3小题,共30分)
1、苯乙烯M1和醋酸乙烯酯M2单体不易共聚,是从多方面说明原因。
已知r1=55,r2=0.02,Q1=1.0,Q2=0.026,e1=-0.8,e2=-0.22。
(10分)
2、简述自由基热引发聚合和光引发聚合的优缺点,并各举一个在工业上应用的实例。
(10分)
3、影响阳离子聚合的主要因素有哪些?
这些因素变化,对阳离子聚合会产生怎样的影响,原因是什么?
(10分)
五、计算题:
(共3小题,共39分)
1、用邻苯二甲酸、乙二醇和甘油制备醇酸树脂,三种单体的摩尔比分别为1:
0.4:
0.4,计算该体系的平均官能度,随着反应的进行会发生凝胶吗?
如出现凝胶,分别以Carothers方程和Flory统计法计算凝胶点。
(13分)
2、醋酸乙烯以AIBN为引发剂在60℃进行本体聚合,其动力学参数如下:
kd=1.16×10-5/s,kp=3700L/mol·s,kt=7.4×107L/mol·s,[M]=10.86mol/L,[I]=0.206×10-3mol/L,CM=1.91×10-4。
试求:
当偶合终止占动力学终止的90%时,所得聚醋酸乙烯酯的数均聚合度?
(13分)
3、根据文献报道一定浓度的氨基庚酸在间一甲酚溶液中经缩聚生成聚酰胺的反应为二级反应。
其反应速率常数如下:
T(℃)
150
187
K[kg/(mol·min)]
1.0×10-8
2.74×10-2
(1)写出单体缩聚成分子量为12718g/mol的聚酰胺的化学平衡方程式;
(2)计算该反应的活化能;
(3)欲得到数均分子量为4.24×103g/mol的聚酰胺,其反应程度需多大?
欲得重均分子量为2.22×104g/mol的聚酰胺,反应程度又需多大?
(13分)
武汉理工大学2010年研究生入学考试试题
课程代码835课程高分子化学
(共4页,共5大题、33小题,答题时不必抄题,标明题目序号)
一、填空题:
(每空1分,共16小题,本题共35分)
1、在合成聚合物中、和合成橡胶并称为三大合成材料。
(2分)
2、在聚合物的大分子链上重复出现,组成形同的最小基本单元叫。
大分子链的结构单元与原料相比,除了电子结构变化外,其原子种类和各种原子的个数完全相同,这种结构单元又称为。
(2分)
3、引发剂引发的自由基聚合体系中,影响聚合速率的因素是、、
和引发剂分解活化能等。
(3分)
4、自由基聚合至中期,随着反应的进行,聚合速率逐渐增加,出现现象,该现象主要是由于体系的增加而引起的。
(2分)
5、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)和FeCl3这两种高效阻聚剂,他们能够以
化学计量的1:
1的消灭自由基,故常把它们成为。
(1分)
6、根据共聚物大分子链中单体单元的排列顺序,共聚物分为:
、、、和接枝共聚物。
(3分)
7、是均聚和共聚链增长速率常数的比值。
(1分)
8、表征乳化剂性能的指标有、和等。
(3分)
9、悬浮聚合的分散剂大致课分为两类:
一类是,作用机理是吸附在液滴表面,形成一层保护膜,起着保护作用。
另一类是,作用机理是吸附在液滴表面,起着的作用。
(3分)
10、阴离子聚合体系中活性中心离子对可能以、和等多种形态存在。
(3分)
11、过氧而碳酸二环己酯是用于聚合的引发剂,SnCl4+H2O可以引发单体进行聚合,而Al(C2H5)2Cl-TiCl3是引发单体进行聚合的引发剂。
(3分)
12、配位聚合是采用具有配位能力的引发剂、链增长(有时包括引发)都是单体先在活性种的上配位(络合)并活化,然后插入键中。
(2分)
13、Ziegler-Natta引发剂是一大类引发体系的总称,通常有两个组分构成:
是IV~VIII族过渡金属化合物。
是I~III族的金属有机化合物。
(2分)
14、对于可逆平衡缩聚反应,在生产工艺上,到反应后期往往要在下进行,(a、常压;b、高真空;c、加压)目的是为了。
(2分)
15、体型缩聚反应进行到一定程度时,体系的将急剧增大,迅速转变成不溶、不熔、具有交联网状结构的弹性凝胶,即出现凝胶化现象。
此时的
叫凝胶点。
(2分)
16、橡胶的发粘、变硬、或龟裂,塑料制品的变脆、破裂等都是典型的聚合物的
现象。
(1分)
二、选择题:
(每题3分,共5小题,共15分)
1、为了得到具有实用价值高分子量聚丙烯,丙烯最适合的聚合方式是:
(3分)
A、自由基聚合B、阳离子聚合
C、配位聚合D、阴离子聚合
2、在己二酸和己二醇缩聚反应中加入0.4%的对甲苯磺酸起到的作用是:
(3分)
A、控制分子量B、提高聚合速率
C、链转移剂D、封端
3、等摩尔的二元酸和二元醇进行缩聚反应,如平衡常数为400,在密闭体系内
反应,不除去副产物水,反应程度为:
(3分)
A、0.9B、0.92
C、0.95D、1.0
4、用自由基引发剂引发苯乙烯溶液聚合,为了得到高分子量的聚合物,应避免
使用那一种溶剂:
(3分)
A、苯B、甲苯C、异丙苯D、二甲苯
5、苯乙烯和反丁烯二酸二乙酯进行聚合反应,r1=0.3,r2=0.07。
该体系的恒比点
f1为:
(3分)
A、0.43B、0.47
C、0.53D、0.57
三、名词解释:
(每小题6分,共5小题,共30分)
1、碳链聚合物、杂链聚合物与元素有机聚合物(6分);
2、偶合终止于歧化终止(6分);
3、全同立构聚合物和间同立构聚合物(6分);
4、无规预聚物与结构预聚物(6分);
5、扩链与交联(6分);
四、简答题:
(共4小题,共30分)
1、什么叫聚合物相对分子质量的多分散性?
(6分)
2、已知在苯乙烯单体中加入少量乙醇进行聚合时,所得的聚苯乙烯分子量比一
般本体聚合要低,但当乙醇的用量加到一定的程度后,所得到的聚苯乙烯的
分子量要比相应条件下的本体聚合所得的要高,试解释其原因。
(7分)
3、使用Ziegler-Natta引发剂时,为保证实验成功,需采用那些必要的措施?
用什么方法可以除去残存的引发剂?
怎样分离和鉴定全同聚丙烯。
(7分)
4、下列单体适合何种机理聚合?
并写出有关聚合反应简式。
(10分)
(1)
(2)CH2=CH-OCOCH3
(3)双酚A
与光气CCl2=O
(4)
五、计算题:
(共3小题,共40分)
1、苯乙烯在60℃以过氧化二特丁基锂为引发剂,本为溶剂进行聚合。
当苯乙烯的浓度为1mol/L,引发剂浓度为0.01mol/L时,引发和聚合的初速率分别为4×10-11和1.5×10-7mol/(L·S)。
试计算在低转化率下,上述聚合反应的动力学链长、聚合度,以及每一个由过氧化物引发的链自由基平均转移几次后失去活性。
已知在该温度下CM=8.0×10-5,CI=3.2×10-4,CS=2.3×10-6,60℃苯乙烯(分子量104)的密度为0.887g/ml,苯(分子量78)的密度为0.839g/ml,设苯乙烯体系为理想溶液(14分)
2、等摩尔的二元醇和二元酸缩聚,另加1.5mol%醋酸,P=0.995或0.999时,聚酯的聚合度是多少?
加1mol%醋酸时,结果如何?
(醋酸mol%浓度以二元酸计)(13分)
3、将1.0×10-3mol萘钠溶于四氢呋喃中,然后迅速加入2.0mol的苯乙烯,溶液的总体积为1L。
假如单体立即均匀混合,发现2000秒钟内已有一半单体聚合,计算在聚合了2000秒和4000秒时的聚合度。
(13分)
武汉理工大学2011年研究生入学考试试题
课程代码835课程高分子化学
(共4页,共5大题、33小题,答题时不必抄题,标明题目序号)
(注:
本卷“一、填空题”和“二、选择题”为模拟题,其余部分为真题)
一、填空题:
(每空1分,共16小题,本题共35分)
1、1920年发表了“关于聚合反应”的论文,首次提出了高分子长链的概念。
(1分)
2、合成高分子的分子量有,是一个分子量各不相同的许多分子的。
(2分)
3、在过氧化物引发CH2=CHCl的自由基聚合反应中,控制聚合物分子量的主要因素是。
(1分)
4、丙烯腈沉淀聚合时,反应一开始,就会出现聚合速率,这种现象称作,产生这种现象的原因是。
(3分)
5、逐步聚合的方法目前主要有:
、、。
(3分)
6、根据共聚物大分子链中单体单元的排列顺序,共聚物分为:
、、、和接枝共聚物。
(3分)
7、是均聚和共聚链增长速率常数的比值。
(1分)
8、膨胀计法是利用聚合物密度比单体的现象,通过测定聚合时的体积
来确定转化率。
(2分)
9、悬浮聚合的分散剂大致课分为两类:
一类是,作用机理是吸附在液滴表面,形成一层保护膜,起着保护作用。
另一类是,作用机理是吸附在液滴表面,起着的作用。
(3分)
10、是唯一只能进行阳离子聚合的α-烯烃。
(1分)
11、在缩聚反应中,用不能准确反映聚合反应的进度,而需改用来描述反应得深度。
(2分)
12、光气直接法制碳酸酯是将双酚A的钠盐的与的有机溶液混合进行而成。
(3分)
13、聚合物在使用过程中,受空气、光等大气条件物理-化学因素的影响,引起不希望的化学变化,使性能变坏,这个过程成为。
(1分)
14、表征非晶态聚合物耐热性的参数为,表征结晶态聚合物耐热性的参数为,表征聚合物耐火性能的参数为。
(3分)
15、过氧化环己酮适用于聚合的引发剂,SnCl4+H2O可以引发单体进行
聚合,而Al(C2H5)2Cl-TiCl3是引发单体进行聚合的引发剂。
(3分)
16、聚合物的热降解主要有、、和三类。
(3分)
二、选择题:
(每题3分,共5小题,共15分)
1、下列那些物质可以作为自由基聚合的引发剂使用:
(3分)
A、双氧水B、高锰酸钾
C、过氧化二异丙苯D、过硫酸钾
2、等摩尔的二元酸和二元醇在一定温度下,于封管内进行均相聚合,已知该温度下的平衡常数为4,在此条件下的最大反应程度P和最大聚合度分别为:
(3分)
A、0.90和10B、0.50和2
C、0.75和4D、0.667和3
3、由SnCl4、水、苯乙烯组成的体系将发生:
(3分)
A、阳离子聚合B、阴离子聚合
C、自由基聚合D、配位聚合
4、欲使1000g环氧树脂(环氧值为0.2)固化,需要乙二胺的用量为:
(3分)
A、2molB、1molC、0.5molD、0.25mol
5、乳液聚合恒速阶段结束的标志是:
(3分)
A、单体液滴全部消失B、体系粘度恒定
C、胶束全部消失D、引发剂消耗掉一半
三、名词解释:
(每小题6分,共5小题,共30分)
1、高分子催化剂(6分);
2、均裂和异裂(6分);
3、全同立构聚合物和间同立构聚合物(6分);
4、活性聚合与化学计量聚合(6分);
5、扩链与交联(6分);
四、简答题:
(共4小题,共30分)
1、丙烯进行自由基聚合、离子聚合及配位聚合,能否形成高分子量聚合物?
试分析其原因。
(6分)
2、热降解主要有哪几种类型?
试简述聚氯乙烯(PVC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及聚乙烯(PE),热降解的形式和主要产物。
(7分)
3、试简述工业生产上苯乙烯本体聚合生产聚苯乙烯的工艺过程。
(7分)
4、试从原料配比、预聚物结构、预聚条件、固化特性等方面来比较碱催化和酸催化酚醛树脂。
(10分)
五、计算题:
(共3小题,共40分)
1.某一耐热性芳族聚酰胺数均分子量为23922,聚合物经水解后,得38.91%wt对苯二胺,59.81%对苯二甲酸,0.22%苯甲酸。
试写出分子式,计算聚合度和反应程度。
如果苯甲酸加倍,试计算相同反应程度时的聚合度。
(14分)
2、在搅拌下依次向装有四氢呋喃的反应器中加入0.2moln-BuLi和20kg苯乙烯,当单体聚合一半时,再加入1.8g水,然后继续反应。
假如用水终止的和以后继续增长的聚苯乙烯的分子量分布指数均是1。
试计算:
(1)由水终止的聚合物的数均分子量;
(2)单体全部聚合后体系中全部聚合物的分子量;
(3)水终止完成以后所得聚合物的分子量分布指数。
(13分)
3、用过氧化二苯甲酰作引发剂,苯乙烯在60℃下进行本体聚合,试计算引发、向引发剂转移、向单体转移三部分在聚合度倒数中所占的百分比。
三部分各对聚合度有什么影响?
计算时用到下列数据:
[I]=0.04mol·L-1,f=0.8,kd=2.0×10-6s-1,kp=176L·mol-1·s-1,CI=0.05,kt=3.6×107L·mol-1·s-1,ρ(60℃)=0.887g·ml-1,CM=0.85×10-4。
(14分)
硕士研究生入学考试《高分子化学》命题大纲
第一部分 考试说明
一、考试性质
高分子化学(材料类)考试科目是我校为招收材料学、复合材料学等专业硕士研究生而设置的,由我校材料科学与工程学院命题。
考试的评价标准是普通高等学校材料、化学、化工及相近专业优秀本科毕业生能达到的及格或及格以上水平。
二、考试的学科范围
应考范围包括:
高分子的基本概念、逐步聚合、自由基聚合、自由基共聚合、聚合方法、离子聚合、配位聚合、开环聚合、聚合物的化学反应。
三、评价目标
高分子化学是高分子材料、复合材料及相关专业的重要专业基础课。
本课程考试旨在考查考生是否了解高分子科学的基本特点及高分子化学的基本概念、基本理论,是否掌握了各种聚合反应的基本原理、基本特点及应用。
四、考试形式与试卷结构
(一)答卷方式:
闭卷,笔试;
(二)答题时间:
180分钟;
第二部分 考查要点
一、高分子科学的基本知识
1.聚合物的基本概念
2.聚合物的物理状态和主要性能
3.聚合物材料和机械强度
二、逐步聚合
1.缩聚反应
2.线型缩聚反应的机理及动力学
3.影响线型缩物聚合度的因素和控制方法
4.线型逐步聚合原理和方法的应用及重要线型逐步聚合物
5.体型缩聚
6.凝胶化作用的凝胶点
三、自由基聚合
1.自由基聚合机理
2.链引发反应
3.聚合速率
4.分子量和链转移反应
5.阻聚和缓聚
6.反应速率常数的测定
四、自由基共聚合
1.共聚物的类型和命名
2.二元共聚物的组成
3.竟聚率的测定和影响因素
4.单体和自由基的活性
5.Q-e概念
五、聚合方法
1.本体聚合
2.溶液聚合
3.悬浮聚合
4.乳液聚合
六、离子聚合
1.阳离子聚合的单体、引发体系引发作用
2.阳离子聚合机理及特点
3.阳离子聚合的影响因素
4.阴离子聚合的单体、引发体系及引发作用
5.阴离子聚合引发剂与单体的匹配
6.阴离子聚合的特点
7.自由基聚合与离子聚合的比较
8.工业上重要的开环聚合
七、配位聚合
1.引发剂的类型和作用
2.聚合物的立构规整性
3.Ziegler-Natta引发剂
4.a-烯烃的配位阴离子聚合
八、开环聚合
1.开环聚合的热力学和动力学
2.阴离子开环聚合
3.阳离子开环聚合
4.聚硅氧烷
九、聚合物的化学反应
1.聚合物的反应活性及影响因素
2.聚合物的相似转变
3.功能高分子
4.聚合物的降解
5.聚合物的老化与防老
武汉理工大学考试试题纸(A卷)
课程名称高分子化学专业班级高分子0701、0702
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
总分
题分
19
16
20
45
100
备注:
学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题)
一、填空题:
(19分,每空1分)
1、高分子根据其主链结构分类:
PE,PP,PS,PVC等属于,聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚醚等属于,而硅橡胶属于元素有机高分子。
2、环氧乙烷的开环聚合,其元素组成变化似(加聚or缩聚),而产物结构却似。
(加聚物or缩聚物)。
3、一聚合物样品,其中分子量为104的分子有10mol,分子量为105的分子有5mol,其数均分子量为,重均分子量为。
4、平衡常数很小(K=4)的聚酯化反应,欲获得聚合度为100的聚酯,须,以充分脱除残留水分。
体系中允许残存的最高水分浓度为。
5、丙烯腈、丙烯酸酯类等单体能同时进行和自由基聚合。
而硝基乙烯、偏二腈乙烯等却只能进行。
6、PVC向单体链转移的CM是单体中最高的一种,约10-3,其转移速率远远超出正常的。
所以,聚氯乙烯的平均聚合度主要取决于向转移的速率常数。
7、Q值差别的单体,难共聚。
Q、e值差别的单体易共聚,为理想共聚。
e值相
差的单体易交替共聚。
8、异丁烯以AlCl3作引发剂,在0~-40℃下聚合,得到 的产物,用于粘结剂、密封材料等。
在-100℃下聚合,才能得到的聚异丁烯。
9、1953年,德国化学家发现了乙烯低压聚合的引发剂,合成出了支链少、密度大、结晶度高的高密度聚乙烯(HDPE)。
1954年,意大利化学家发现了丙烯聚合的引发剂,合成出了规整度很高的等规聚丙烯。
二、名称解释(16分)
1、自由基的单基终止和双基终止(4分);
2、Q-e概念(4分);
3、配位聚合(4分);
4、凝胶化现象和凝胶点(4分)
三、问答题(20分)
1、如何用实验测定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?
(5分)
2、乳液聚合的一般规律是:
初期聚合速率随聚合时间的延长而逐渐增加,然后进入恒速聚合。
之后,聚合速率逐渐下降。
试从乳液聚合机理和动力学方程分析发生上述现象的原因。
(5分)
3、将PMMA、PAN(聚丙烯腈)、PE、PVC四种聚合物进行热降解反应,分别得到何种产物。
(5分)
4、苯酚和甲醛采用碱催化和酸催化预缩聚,问原料配比、预聚物结构、缩聚时温度条件、固化方法等有哪些不同?
(5分)
四、计算题(45分)
1、从对苯二甲酸
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