第二章参考答案
3. 己二酸与下列化合物反应，那些能形成聚合物？
解：己二酸为2官能度单体，f =2。

a. 乙醇：2-1体系不能形成聚合物，生成己二酸二乙酯。

b. 乙二醇：2-2体系形成线形聚合物，即聚己二酸乙二醇酯。

c. 甘油：2-3体系形成体型聚合物。

d. 苯胺：2-1体系不能形成聚合物，生成己二酰二苯胺。

e. 己二胺：2-2体系形成线形聚合物，即己二酰二胺或称尼龙-66。

5. 下列多对单体进行线形缩聚：己二酸和己二醇。

己二酸和己二胺，
己二醇和对苯二甲酸，己二胺和对苯二甲酸。

简明给出并比较缩聚物的性能特征。

⑴. 己二酸和己二醇：形成线形聚酯。

分子中无氢键，且分子柔软，所
以，聚合物的熔点低，强度小，且不耐溶剂，易水解，不能用作结构材料。

但可作为聚氨酯的预聚物、药物载体、可降解的缝合线等。

⑵. 己二酸和己二胺：形成线形聚酰胺，即尼龙-66。

其有较高的结晶
度、熔点和强度，可以用作高强度的合成纤维和工程塑料。

⑶. 己二醇和对苯二甲酸：形成线形芳香聚酯，即涤纶聚酯，苯环的存
在，提高了聚酯的刚性、强度和熔点，亚乙基赋予聚酯的柔性，使
涤纶聚酯成为合成纤维的第一大品种。

⑷. 己二胺和对苯二甲酸：形成半芳胺，即尼龙-6T，其热稳定性好，
熔点高。

6. 简述线形缩聚中的成链和成环倾向。

选定下列单体中的m值，判
断其成环倾向。

在线形缩聚时，单体及中间产物有成环倾向，一般，五、六元环的结构比较稳定，易成环；另外单体浓度对成环倾向也有影响，因成环是单分子反应，缩聚是双分子反应，因此，低浓度有利于成环，高浓度有利于线形缩聚而成链。

⑴. 氨基酸：当1
m时，经双分子缩合后，易形成六元环。

甘氨酸形成
=
甘氨酸酐。

当2
m时，经消去反应，可能形成丙烯酸。

=
当4
3or
m=时，分子内形成酰胺后，易形成五、六元环。

当5
m时，主要形成线形聚合物。

≥
⑵. 乙二醇与二元酸：不易成环，主要形成线形聚合物。

7. 简述线形缩聚的逐步机理，以及转化率与反应程度的关系。

线形缩聚的逐步机理——逐步和平衡。

⑴. 线型缩聚反应的逐步性
缩聚反应形成聚合物是官能团之间相互反应的结果。

缩聚早期，单体很快消失，转变成二聚体、三聚体、四聚体等低聚物，转化率很高，但反应程度不高，以后的缩聚反应则在低聚物之间进行。

聚合度随反应时间而增加。

延长聚合时间的主要目的主要是提高反应程度和分子量，而不在于提高转化率。

缩聚早期，单体的转化率就很高，而分子量和反应程度却很低。

⑵. 线型缩聚反应的平衡性
许多缩聚反应是可逆的，其可逆的程度可由平衡常数来衡量。

根据其大小，可将线型缩聚大致分成三类：①平衡常数小，如聚酯化反应，K≈4，低分子副产物水的存在对聚合物相对分子质量影响很大，应除去。

②平衡常数中等，如聚酰胺化反应，K≈300～500，水对聚合物相对分子质量有所影响。

③平衡常数很大或看作不可逆，如聚碳
酸酯和聚砜一类的缩聚，平衡常数总在几千以上。

不同的缩聚反应，其可逆平衡程度有明显的差别。

转化率与反应程度的关系：
转化率为参加反应变成聚合物的单体占起始单体量的百分数。

反应程度为参加反应的官能团数占起始官能团数的分率。

缩聚反应的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，故，用反应程度才能描述反应进行的深度或相对分子量的大小。

计算题
8. 等摩尔的二元醇和对苯二甲酸在280℃下封管内进行缩聚，平衡
常数4=K ，求最终n X 。

另在排除副产物水的条件下缩聚，欲得100=n X ，问体系中残留水分有多少？
()3
141101422=+=+=∴+==-K X K K
P K P P K n －平衡时，
，＝封闭体系， ()()0004.01000041101422===∴==-==-n w w
w n w X K n n K Pn K P X K
Pn P K －平衡时，，＝部分排除水分，
9. 等摩尔二元醇和二元酸缩聚，另加醋酸1.5％，求999.0 995
.0或=p 时聚酯的聚合度是多少？
80995.0985.02985.01985.01211985.0015
.02222 995.0 %5.1 '=⨯⨯-++=-++==⨯=+==rP r r X N N N r P n b b a ＋时：
，当醋酸过量
117999
.0985.02985.01985.01211985.0015.022
22 999.0 %5.1 '=⨯⨯-++=-++==⨯=+==rP r r X N N N r P n b b a ＋时：，
当醋酸过量 ()()015.0122
=-++=q p q q X n 其它求聚合度的方法： ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⇒=++⨯=-=分子总数倍非过量基团数的2985.1015.01122 22f f P X n
10. 尼龙1010是根据1010盐中过量的癸二酸来控制分子量，如果要
求分子量为20000，问1010盐的酸值应该是多少？（以g KOH mg 计）
374101033810100盐的分子量为＝重复单元的分子量尼龙M -
3.11822.590====n X M M n n n 重复单元数
因为酸过量，所以假设癸二胺的反应程度 1=P
由聚合度可以求出单体的基团数比r 。

983.03.11811211==-+=-++=r r r rp r r X n 解出：
如果癸二胺的基团数为1=a N ，则癸二酸0173.1983.01==b N ()()()盐＝
酸值盐101018.537425610173.121010g mgKOH M M N N KOH a b =⨯⨯-⨯-=。