材料化学导论习题库高分子材料导论叙述高分子科学在.docx

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材料化学导论习题库高分子材料导论叙述高分子科学在

材料化学导论习题库

第一篇高分子材料导论

第一章

1.叙述高分子科学在科学技术发展中的地位。

2.说出获得诺贝尔奖的高分子科学家的名字和他们的主要贡献。

3.说出十种你日常生活中遇到的高分子的名称。

4.查阅最新的全世界合成材料的年产量，并与图1-2相比较，看又增长了多少？

（提示：

从当年的“塑料工业”、“橡胶工业”和“合成纤维工业”的有关文章中可查到前一年的数据）

5.调查学习高分子的学生毕业后就业的百分比是多少？

6.下列产品中哪些属于聚合物？

（1）水；

（2）羊毛；（3）肉；（4）棉花；（5）橡胶轮胎；（6）涂料

7.写出下列高分子的重复单元的结构式：

（1）PE；

（2）PS；（3）PVC；（4）POM；（5）尼龙；

（6）涤纶

8．用简洁的语言说明下列术语：

（1）高分子；

（2）链节；（3）聚合度；（4）多分散性；

（5）网状结构；（6）共聚物

9．说出具有下列重复单元的一种聚合物的名称。

A．亚乙基—CH2—CH2—

B．苯酚和甲酚缩合后的单元

C．氨基酸缩和后的单元

10．H（CH2CH2）3000H的分子量是多少？

11．平均分子量为100万的超高分子量PE的平均聚合度是多少？

12．已知一个PS试样的组成如下表所列，计算它的数均分子量、重均分子量和d。

组分重量分数

平均分子量

组分

重量分数

平均分子量

10.10

20.19

30.24

40.18

1.2万

2.1万

3.5万

4.9万

5

6

7

8

0.11

0.08

0.06

0.04

7.5万

10.2万

12.2万

14.6万

13．按值递增的次序排列数均分子量、重均分子量、Z均分子量和粘均分子量。

14．下列哪一种聚合物是单分散的？

（1）天然橡胶；

（2）玉米淀粉；（3）棉纤维素；（4）牛

奶酪蛋白；（5）高密度聚乙烯；（6）聚氯乙烯；（7）β—角蛋白；（8）尼龙-66；（9）脱

氧核糖核酸；（10）石腊

15．高分子结构有哪些层次？

各层次研究的内容是什么？

16．什么是高分子的构型？

什么是高分子的构象？

请举例说明。

17．有一种等规度不高的聚丙烯，能否通过改变构象的办法提高它的等规度？

为什么？

18．由以下单体聚合得到的高分子是否存在有规立构体？

有几种？

（1）CH2=CH－CH2－CH=CH2；

（2）CH2=C（CH3）2

19．画出PE的平面锯齿形构象示意图。

20．当n=2000时，高密度聚乙烯分子链的近似长度为多少？

重复单元数目相同的聚氯乙

烯分子链的近似长度是多少？

21．线形聚合物和支化聚合物中碳原子的近似键角各是多少度？

22．用粗略的示意图表示：

（1）线型聚合物；

（2）带短支链的聚合物；（3）交联聚合物

23．试分析线形、支化、交联高分子的结构和性能特点。

24．下列聚合物中哪些是热固性的？

哪些是热塑性的？

（1）纤维素；

（2）未

硫化橡胶；（3）A阶段酚醛树脂；（4）硝酸纤维素；（5）模制的酚醛塑料；（6）硫化橡

胶

25．高分子的溶解过程是怎样的？

为什么它们的溶解总要经过溶胀这一步。

第二章

1．纤维素中每个脱水葡萄糖单元中有多少羟基？

2．二醋酸纤维素和三醋酸纤维素哪个极性大？

3．纤维素水解产生的单糖和淀粉水解产生的单糖有差别？

4．如果年产纸108t，则每年能得到多少木质素？

5．硝酸纤维素加热软化时会爆炸。

添加什么物质使其能在低温下加工？

6．为什么商品甲基纤维素比纤维素更易溶于水？

7．为什么淀粉能被人消化；而纤维素却不能？

8．为什么可以预计壳聚糖能溶于盐酸？

9．古塔波胶（即硬质橡胶）和天然橡胶的差别何在？

10．完全氢化的天然橡胶和完全氢化的古塔波胶有什么差别？

11．在拉伸时，未硫化橡胶和古塔波胶哪一个更倾向于呈晶态？

12．哪种a-氨基酸不属于左旋型（L）系列？

13．脱氧核糖核酸高分子链中的重复单元是什么？

14．哪一种碱存在于脱氧核糖核酸中而不存在于核糖核酸中？

15．如果双螺旋分子中一条链的顺序为ATTACGTCAT，则相邻链的顺序是什么？

第三章

1．下列烯类单体适于何种机理聚合：

自由基聚合，阳离子聚合或阴离子聚合？

并说明理由。

CH2==CHClCH2==CCl2CH2==CHCNCH2==C（CN）2CH2==CHCH3CH2==C（CH3）2CH2==CHC6H5CF2==CF2CH2==C（CN）COORCH2==C（CH3）－CH==CH2

2．判断下列烯类能否进行自由基聚合，并说明理由。

CH2==C（C6H5）2ClHC==CHClCH2==C（CH3）C2H5CH3CH==CHCH3CH2==C（CH3）COOCH3CH2==CHOCOCH3CH3CH==CHCOOCH3

3．以偶氮二异丁腈为引发剂，写出氯乙烯聚合历程中各基元反应式。

4．自由基聚合时，转化率和分子量随时间的变化有何特征？

与机理有何关系？

5．写出下列常用引发剂的分子式和分解反应式：

偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰、异丙苯过氧化氢、过硫酸钾-亚硫酸盐体系、过氧化氢-亚铁盐体系。

其中哪些属于水溶性，使用场所有何不同。

6．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1﹕1.25，请问此聚合反应中偶合终止和歧化终止各占多少分数？

7．在自由基聚合反应中，链终止速率常数kt大于链增长速率常数kp，为什么还能生成长链聚合物分子？

8．氯乙烯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯聚合时，都存在着自动加速现象，三者有何异同？

氯乙烯悬浮聚合时，选用半衰期适当（如2h）的引发剂，基本上接近匀速反应，解释其原因。

这三种单体聚合的终止方式有何不同？

9．什么叫链转移反应？

有几种形式？

对聚合速率和分子量有何影响？

什么叫链转移常数？

与链转移速率常数的关系？

10．在自由基聚合中，为什么聚合物链中单体单元大部分按头尾方式连接，且所得的聚合物多为无规立构？

11．已知在苯乙烯单体中加入少量乙醇进行聚合时，所得聚苯乙烯的分子量比一般本体聚合要低。

但当乙醇量增加到一定程度后，所得到的聚苯乙烯的分子量要比相应条件下本体聚合所得的要高，试解释之。

12．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]=1.0mol·L-1，[I]=0.01mol·L-1，Ri=4×10-11mol·L-1·s-1，Rp=1.5×10-7mol·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0.839g·mL-1和0.887g·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。

13．以过氧化苯甲酰为引发剂，在60℃下进行苯乙烯聚合动力学研究，获得数据如下：

60℃下苯乙烯密度为0.887g·mL-1，引发剂用量为单体质量的0.109％，Rp=0.255×10-4mol·L-1·s-1，Xn=2460，f=80％，自由基寿命τ=0.82s。

试求kd、kp、kt，建立这三个常数的数量级概念，比较[M]和[M·]的大小和Ri、Rp、Rt的大小。

14．什么原因造成聚合体系产生诱导期？

何谓阻聚剂？

何谓缓聚剂？

它们与诱导期有什么关系？

15．单体（如苯乙烯）在储存和运输过程中，常需加入阻聚剂。

聚合前用何法除去阻聚剂？

若取混有阻聚剂的单体聚合，将会发生什么后果。

16．通常情况下，自由基聚合速率与引发剂浓度的1／2次方成正比。

试问在何种反应条件下（即哪种类型的引发与终止），会出现与引发剂浓度存在下列关系：

①一次方；②零次方。

并解释造成这种动力学级数差别的聚合反应机理，推导出Rp∝[I]和Rp∝[I]0的动力学表达式。

17．工业上用自由基聚合生产的大品种有哪些？

试简述它们常用的聚合方法和聚合条件。

18．简要解释下列名词，并指出它们之间的异同点。

（1）本体聚合；②气相聚合；固相聚合；④熔融缩聚。

（2）悬浮聚合；②乳液聚合；界面缩聚。

（3）　①溶液聚合；②淤浆聚合；均相聚合；沉淀聚合。

19．苯乙烯本体聚合的工业生产分两个阶段。

首先于80一85℃使苯乙烯预聚至转化率33—35％。

然后流入聚合塔，塔内温度从100℃递升至200℃。

最后熔体挤出造粒。

试解释采取上述步骤的原因。

20．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，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。

21．典型乳液聚合的特点是持续反应速度快，反应产物分子量高。

在大多数本体聚合中又常会出现反应速度变快分子量增大的现象。

试分析造成上述现象的原因并比较其异同。

22．有下列催化剂和单体：

催化剂：

（C6H5CO2）2、（CH3）3COOH+Fe2+、Na+萘、H2SO4、BF3+H2O、n-C4H9Li

单体：

CH2＝CHC6H5、CH2＝C（CN）2、CH2＝C（CH3）2、CH2＝CH—O—C4H9、CH2＝CHCl、CH2＝C（CH3）COOCH3

a．写出各催化剂的链引发方程式；

b．每种引发剂各可引发哪些单体？

为什么？

c．在这些聚合反应中对溶剂和温度有何要求？

23．有一正在进行聚合反应的苯乙烯聚合体系，请用最直观、方便的实验方法判断该体系是自由基、阳离子还是阴离子聚合类型。

24．试从单体、引发剂，聚合方法及反应的特点等方面对自由基、阴离子和阳离子聚合反应进行比较。

25．在离子聚合反应过程中，能否出现自动加速效应？

为什么？

26．为什么进行离子聚合和配位聚合反应时需预先将原料和聚合容器净化、干燥、除去空气并在密封条件下聚合？

27．何谓Ziegler-Natta催化剂？

何谓定向聚合？

两者有什么关系？

有哪些方法可生成立构规整性聚合物？

28．聚乙烯有几种分类方法？

这几种聚乙烯在结构和性能上有何不同？

它们分别是由何种方法生产的？

29．试讨论丙烯进行自由基、离子和配位聚合时，能否形成高分子量聚合物的原因。

30．无规、交替、嵌段、接枝共聚物的结构有何差异？

在这些共聚物名称中，对前后单体的位置有何规定？

31．什么叫理想共聚？

什么叫交替共聚？

r1和r2必须取何值才能得到恒比共聚物？

32．已知丙烯腈（M1）与偏氯乙烯（M2）共聚时的r1=0.91，r2=0.37。

a．试作d[Ml]／（d[Ml]+d[M2]）～[M1]／（[M1]+[M2]）曲线（亦称Fl～fl曲线）；

b．由曲线求出恒比共聚物的fl[即[M1]／（[M1]+[M2]）]；

c．当原料的质量配比为M1：

M2=20：

80时，求反应初期共聚物中丙烯腈（M1）的质量分数。

33．在自由基共聚合反应中，苯乙烯的相对活性远大于醋酸乙烯，当醋酸乙烯均聚时如果加入少量苯乙烯，则醋酸乙烯难以聚合。

试解释发生这一现象的原因。

34．以四氢呋喃为溶剂，正丁基锂为引发剂，使500kg苯乙烯聚合，要求生成聚合物的分子量为104000，问应加多少重量的正丁基锂？

35．将1.0×10-3mol的萘钠溶于四氢呋喃中，然后迅速加入2.0mo1的苯乙烯，溶液的总体积为1L。

假如单体立即均匀混合。

发现2000s内已有一半单体聚合。

计算在聚合了2000s和4000s时的聚合度。

第四章

1．试比较逐步聚合与连锁聚合的区别，如何用实验方法测定一个未知单体（X）的聚合是按逐步聚合机理，还是按