1、 写出下列单体的聚合反应式、以及单体、聚合物的名称。
a. CH 2=CHFb. CH 2=C(CH 3)2c. HO(CH 2)5COOHd. CH 2CH 2CH 2Oe. NH 2(CH 2)6NH 2 +HOOC(CH 2)4COOH――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 【解答】 a. CH 2=CHF聚合反应式:nCH 2=CHFFCH 2-CHn单体名称:氟乙烯 聚合物名称:聚氟乙烯 b. CH 2=C(CH 3)2聚合反应式:nCH 2=C(CH 3)2CH 2-C(CH 3)2n单体名称:异丁烯 聚合物名称:聚异丁烯 【注意】习惯称“异丁烯”,最好不要称“2-甲基丙烯”(“1,1-二甲基乙烯”更规范)。
c. HO(CH 2)5COOH聚合反应式:nHO(CH 2)5COOHO(CH 2)5CO n + (n-1)H 2O单体名称:6-羟基己酸聚合物名称:聚6-羟基己酸d. CH 2CH 2CH 2O聚合反应式:n CH 2CH 2CH 2O 2CH 2CH 2On 单体名称:1,3-环氧丙烷 / 氧杂环丁烷 /丁氧环聚合物名称:聚1,3-环氧丙烷 /聚氧杂环丁烷 /聚丁氧环 /IUPAC :聚氧化亚丙基(《高分子化学》潘才元著)/ 聚氧化丙撑(称“环丙醚”和“聚亚丙基醚”有一定道理,但较少见,最好不这样命名) 【注意】CH 2-CH -CH 3O ( 环氧丙烷 )e. NH 2(CH 2)6NH 2 +HOOC(CH 2)4COOH聚合反应式:nNH 2(CH 2)6NH 2 + nHOOC(CH 2)4COOHNH(CH 2)6NH-OC(CH 2)4CO n+ (2n-1 ) H 2O单体名称:己二胺( NH 2(CH 2)6NH 2 )己二酸( HOOC(CH 2)4COOH ) 聚合物名称:聚己二酰己二胺 /尼龙-662.写出下列聚合物的一般名称, 单体和聚合反应式,这些聚合反应属于加聚还是缩聚, 连锁聚合还是逐步聚合?―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――【解答】(1) 聚合物名称:聚甲基丙烯酸甲酯单体:CH 2=CHCOOH CH 3聚合反应式:n CH 2=CHCOOHCH 3[CH 2-C ]nCH 3CH 3反应类型:加聚反应,连锁聚合(2)聚合物名称:聚醋酸乙烯酯单体:CH 2=CH-OCOCH 3聚合反应式:n CH 2=CH-OCOCH 2-CHnOCO CH 3反应类型:加聚反应,连锁聚合(3)聚合物名称:聚已二酰已二胺(尼龙-6,6)(1)CH 2-CCOOCH 3CH3n(2)CH 2-CHOCOCH 3n(3)NH(CH 2)6NHCO(CH 2)4CO n (4)NH(CH 2)5COn(5)CH 2-C=CH-CH 2CH 3n单体 & 聚合反应式:H 2N(CH 2)6NH 2 和HOOC(CH 2)4COOH n H 2N(CH 2)6NH 2 + n HOOC(CH 2)4HHN(CH 2)6NH-OC(CH 2)4CO OHn+ (2n + 1)H 2O反应类型:缩聚反应,逐步聚合(4)聚合物名称:聚己内酰胺 单体 & 聚合反应式:HN(CH 2)5CO HN(CH 2)5COnHN(CH 2)5CO n H 2N(CH 2)5COOHHN(CH 2)5COn+ (n - 1)H 2O或 H 2N(CH 2)5COOH★反应类型:缩聚反应逐步聚合(己内酰胺开环聚合,以水-酸作催化剂) or :连锁聚合(己内酰胺开环聚合,以碱作催化剂) or :逐步聚合(氨基己酸途径)【注意】本题较多同学未指定条件。
再者反应前后键的连接方式类似脱出小分子的缩聚,而不是双键变为单键的加聚模式。
(5)聚合物名称:聚异戊二烯单体 & 聚合反应式:CH 2=C-CH=CH 2CH3n CH 2=C-CH=CH 2CH3CH-C=CH-CH 2CH3n反应类型:加聚反应,连锁聚合3. 下列烯类单体适于何种聚合机理:自由基聚合,阳离子聚合或阴离子聚合?并说明理由. CH 2=CHCl CH 2=CCl 2 CH 2=CHCN CH 2=C(CN)2 CH 2=CHCH 3 CH 2=C(CH 3)2 CH 2=CHC 6H 5 CF 2=CF 2 CH 2=C(CN)COOR CH 2=C(CH 3)-CH=CH 2――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 【解答】(1)CH 2=CHCl自由基聚合。
Cl 原子吸电,同时共轭,但都较弱。
(2)CH 2=CCl 2自由基聚合,阴离子聚合。
两个Cl原子在同一个C上,使得极化程度增加。
(3)CH2=CHCN自由基聚合,阴离子聚合。
-CN是强吸电基,明显共轭。
(4)CH2=C(CN)2阴离子聚合。
两个-CN在同一个C上,使得双键电子云密度降低很多,也使得阴离子增长种共轭稳定。
(5)CH2=CHCH3★不按照所指三种方法聚合。
双键电子云密度较大,不利于自由基进攻;自由基易转移形成烯丙基型稳定自由基,故不易自由基聚合。
另外,甲基是弱供电基,形成二级碳阳离子太活不稳定,副反应严重,不能阳离子聚合。
可以配位聚合。
(6)CH2=C(CH3)2阳离子聚合。
两个-CH3在同一个C上,且与双键形成超共轭。
(7)CH2=CHC6H5三种聚合。
共轭体系,π电子云易极化易流动。
(8)CF2=CF2自由基聚合。
F原子体积小;结构对称。
(9)CH2=C(CN)COOR自由基聚合,阴离子聚合。
双吸电基,明显共轭。
(10)CH2=C(CH3)-CH=CH2三种聚合。
共轭体系,π电子云易极化易流动。
4.判断下列烯烃能否进行自由基聚合, 并说明理由.CH2=C(C6H5)2ClHC=CHCl CH2=C(CH3)C2H5CH3CH=CHCH3CH2=C(CH3)COOCH3CH2=CHOCOCH3CH3CH=CHCOOCH3【解答】(1)不能通过自由基聚合得到高分子量聚合物。
同碳双取代,且空间位阻极大。
只形成二聚体。
(2)不能通过自由基聚合得到高分子量聚合物。
1,2二取代,且空间位阻很大。
★(3)不能通过自由基聚合得到高分子量聚合物。
双键电荷密度大,不利于自由基进攻;且易转移形成稳定的烯丙基型自由基。
(4)不能通过自由基聚合得到高分子量聚合物。
结构对称,极化程度低,位阻较大;且易向单体转移形成稳定的烯丙基型自由基。
(5)能通过自由基聚合得到高分子量聚合物。
1,1二取代,-CH3体积较小,还用共轭效应。
(6)能通过自由基聚合得到高分子量聚合物。
取代基具有共轭效应。
(7)不能通过自由基聚合得到高分子量聚合物。
1,2二取代,且空间位阻很大。
5. 以过氧化二特丁基作引发剂,在60℃下研究苯乙烯聚合.苯乙烯溶液浓度(1.0mol/L),过氧化物(0.01mol/L), 引发和聚合的初速分别为4.0×10-11和1.5×10-7mol/L.S. 试计算fk d , 初期聚合度, 初期动力学链长. (计算时采用下列数据和条件:C M =8.0×10-5,C I =3.2×10-4, C S =2.3×10-6;60℃下苯乙烯密度为0.887g/mL, 60℃下苯的密度为0.839g/mL, 设苯乙烯-苯体系为理想溶液.)――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 【解答】 依题意,有:-5-4-6M I S -11-7i p i d -11-91i d [M]=1.0 mol/L; [I]=0.01 mol/L;C =8010 ; C =3.210 ; C =2.310 (1)R =4.010 mol/L ; R =1.510 mol/L ; .R =2fk [I]R 4.010fk 2.010()2[]20.01(2)(1104/887)[]S S S I S -⨯⨯⨯⨯⋅⨯⋅⋅⋅⨯∴===⨯⨯-=.M I SM I S -5-4-6-7-118399.5 mol/L7811[I][]C C C [M][M]Xn (Xn)1[I][] C C C ()2(Rp/Ri)[M][M]10.019.5 8010 3.210 2.3102(1.510/4.010) 1.0 1.0 0.000243Xn 4115(3)S S ν⨯==+++=+++=+⨯+⨯+⨯⨯⨯=∴=双基偶合终止;有链转移.-7-11(Rp/Ri) 1.510/4.0103750==⨯⨯=6. 试述高分子化学发展有几个时期及发展方向。
【解答】 仅供参考高分子化学的发展大致可以分为四个阶段:第一阶段:为19世纪30年代~20世纪20年代,对天然高分子的利用、加工及改性时期,是高分子化学的萌芽期。
当时虽然没有高分子的概念,但是淀粉、纤维素、天然橡胶、丝、毛等天然高分子已经广泛应用于人们的日常生活。
19世纪后期,人们就设法利用化学方法来改变天然高分子材料的性质,使更适用于应用的需要。
1838年-1851年在英国和美国先后建立了天然橡胶的硫化工厂,开始生产橡皮和硬橡胶。
1868年开始了硝酸纤维素(赛璐珞)等工业的生产。
二十世纪初开始了醋酸纤维素的生产。
第二阶段:是19世纪20年代~20世纪40年代,是高分子化学工业生产兴起和发展的关键时期。
德国科学家Staudinger于1917年提出了“高分子化合物是由以共价键连接的长链分子所组成”的猜想,并于1932年得到公认,并在此基础上建立了“高分子科学”。
这一时期大量经由缩聚和合自由基聚合的聚合物得到工业化,缩聚和自由基聚合奠定了早期高分子化学的基础。
从1907年建立了第一个小型酚醛树脂厂算起,便开始了合成高分子时期1927年左右开始了第一个热塑性高分子聚氯乙烯的商品化生产,但是到了30年代才为真正的发展时期。
聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯等都是在这一时期相继开始工业生产。
合成橡胶中,1931年已经出现了氯丁橡胶,1932年出现了第一个合成橡胶厂-丁钠橡胶工厂,1940 -1942年,先后生产了丁基橡胶和丁苯橡胶。
30年代后期,合成纤维也发展起来,如1938年尼龙66开始了工业化生产。
1942年出现了不饱和聚酯、1943年出现了有机硅树脂,1947年出现了环氧树脂,但是聚碳酸酯(1957年)、聚酰亚胺(1964年)和聚砜(1965年)的出现才标志着工程塑料工业的建立。
第三阶段:是20世纪50年代~20世纪60年代,是高分子化学快速发展的时期。
1953~1954年,Zigler-Natta等发明了有机金属引发体系,合成了高密度聚乙烯和等规聚丙烯,开拓了高分子合成的新领域。