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文檔簡介
高分子化學名詞解釋滿分版逐步聚合(StepwisePolymerization)線形縮聚(LinearPoly-codensation):在聚合反應過程中,如用2-2或2官能度體系的單體作原料,隨著聚合度逐步增加,最后形成高高分子化合物(HighMolecularCompound):所謂高分子化合物,分子的聚合反應。線型縮聚形成的聚合物為線形縮聚物,如滌綸、系指那些由眾多原子或原子團主要以共價鍵結合而成的相對分子尼龍等。量在一萬以上的化合物。體形縮聚(Tri-dimensionalPoly-condensation):參加反應的單體,單體(Monomer):合成聚合物所用的-低分子的原料。如聚氯反應中形成的大分子向三乙烯的單體為氯乙烯。至少有一種單體含有兩個以上的官能團。重復單元(RepeatingUnit):在聚合物的大分子鏈上重復出現(xiàn)的、組成相同的最小基本單元。如聚氯乙烯的重復單元為。單體單元(MonomerUnit):結構單元與原料相比,除了電子結構變化外,其原子種類和各種原子的個數(shù)完全相同,這種結構單元又稱為單體單元。結構單元(StructuralUnit):單體在大分子鏈中形成的單元。聚氯乙烯的結構單元為氯乙烯。聚合度(DP、Xn)(DegreeofPolymerization):衡量聚合物分子大小的指標。以重復單元數(shù)為基準,即聚合物大分子鏈上所含重復單元數(shù)目的平均值,以Xn表示;以結構單元數(shù)為基準,即聚合物大分子鏈上所含結構單元數(shù)目的平均值,以表示。聚合物是由一組不同聚合度和不同結構形態(tài)的同系物的混合物所組成,因此聚合度是一統(tǒng)計平均值,一般寫成、。聚合物分子量(MolecularWeightofPolymer):重復單元的分子量與重復單元數(shù)的乘積;或結構單元數(shù)與結構單元分子量的乘積。數(shù)均分子量(Number-averageMolecularWeight):聚合物中用不同分子量的分子數(shù)目平均的統(tǒng)計平均分子量。,Ni:相應分子所占的數(shù)量分數(shù)。重均分子量(Weight-averageMolecularWeight):聚合物中用不同分子量的分子重量平均的統(tǒng)計平均分子量。,Wi:相應的分子所占的重量分數(shù)。粘均分子量(Viscosity-averageMolecularWeight):用粘度法測得的聚合物的分子量。分子量分布(MolecularWeightDistribution,MWD):由于高聚物一般由不同分子量的同系物組成的混合物,因此它的分子量具有一定的分布,分子量分布一般有分布指數(shù)和分子量分布曲線兩種表示方法。多分散性(Polydispersity):聚合物通常由一系列相對分子量不同的大分子同系物組成的混合物,用以表達聚合物的相對分子量大小并不相等的專業(yè)術語叫多分散性。分布指數(shù)(DistributionIndex):重均分子量與數(shù)均分子量的比值。即。用來表征分子量分布的寬度或多分散性。連鎖聚合(ChainPolymerization):活性中心引發(fā)單體,迅速連鎖增長的聚合。烯類單體的加聚反應大部分屬于連鎖聚合。連鎖聚合需活性中心,根據(jù)活性中心的不同可分為自由基聚合、陽離子聚合和陰離子聚合。逐步聚合(StepPolymerization):無活性中心,單體官能團之間相互反應而逐步增長。絕大多數(shù)縮聚反應都屬于逐步聚合。加聚反應(AdditionPolymerization):即加成聚合反應,烯類單體經(jīng)加成而聚合起來的反應。加聚反應無副產(chǎn)物??s聚反應(CondensationPolymerization):即縮合聚合反應,單體經(jīng)多次縮合而聚合成大分子的反應。該反應常伴隨著小分子的生成。塑料(Plastics):具有塑性行為的材料,所謂塑性是指受外力作用時,發(fā)生形變,外力取消后,仍能保持受力時的狀態(tài)。塑料的彈性模量介于橡膠和纖維之間,受力能發(fā)生一定形變。軟塑料接近橡膠,硬塑料接近纖維。橡膠(Rubber):具有可逆形變的高彈性聚合物材料。在室溫下富有彈性,在很小的外力作用下能產(chǎn)生較大形變,除去外力后能恢復原狀。橡膠屬于完全無定型聚合物,它的玻璃化轉變溫度(Tg低,分子量往往很大,大于幾十萬。纖維(Fiber):聚合物經(jīng)一定的機械加工(牽引、拉伸、定型等)后形成細而柔軟的細絲,形成纖維。纖維具有彈性模量大,受力時形變小,強度高等特點,有很高的結晶能力,分子量小,一般為幾萬。熱塑性聚合物(ThermoplasticsPolymer):聚合物大分子之間以物理力聚而成,加熱時可熔融,并能溶于適當溶劑中。熱塑性聚合物受熱時可塑化,冷卻時則固化成型,并且可以如此反復進行。熱固性聚合物(ThermosettingPolymer):許多線性或支鏈形大分子由化學鍵連接而成的交聯(lián)體形聚合物,許多大分子鍵合在一起,已無單個大分子可言。這類聚合物受熱不軟化,也不易被溶劑所溶脹。碳鏈聚合物(Carbon-chainPolymer):大分子主鏈完全由碳原子組成的聚合物。雜鏈聚合物(Hetero-chainPolymer):聚合物的大分子主鏈中除了碳原子外,還有氧、氮等雜原子。元素有機聚合物(ElementOrganicPolymer):聚合物的大分子主鏈中沒有碳原子孫,主要由硅、硼、鋁和氧、氮、硫、磷等原子組成。無機高分子(InorganicPolymer):主鏈與側鏈均無碳原子的高分子。個方向增長,得到體型結構的聚合物的這類反應。官能度(Functionality):一分子聚合反應原料中能參與反應的官能團數(shù)稱為官能度。平均官能度(Aver-Functionality):單體混合物中每一個分子平均帶有的官能團數(shù)。單體所帶有的全部官能團數(shù)除以單體總數(shù)基團數(shù)比(RatioofGroupNumber):線形縮聚中兩種單體的基團數(shù)比。常用r表示,一般定義r為基團數(shù)少的單體的基團數(shù)除以基團數(shù)多的單體的基團數(shù)。r=Na/Nb≤1,Na為單體a的起始基團數(shù),Nb為單體b的起始基團數(shù)。過量分率(ExcessiveRatio):線形縮聚中某一單體過量的摩爾分率。反應程度(ExtentofReaction)與轉化率(Conversion):參加反應的官能團數(shù)占起始官能團數(shù)的分率。參加反應的反應物(單體)與起始反應物(單體)的物質的量的比值即為轉化率。凝膠化現(xiàn)象(GelationPhenomena)凝膠點(GelPoint):體型縮聚反應進行到一定程度時,體系粘度將急劇增大,迅速轉變成不溶、不熔、具有交聯(lián)網(wǎng)狀結構的彈性凝膠的過程,即出現(xiàn)凝膠化現(xiàn)象。此時的反應程度叫凝膠點。預聚物(Pre-polymer):體形縮聚過程一般分為兩個階段,第一階段原料單體先部分縮聚成低分子量線形或支鏈形預聚物,預聚物中含有尚可反應的基團,可溶可熔可塑化。該過程中形成的低分子量的聚合物即是預聚物。無規(guī)預聚物(RandomPre-polymer):預聚物中未反應的官能團呈無規(guī)排列,經(jīng)加熱可進一步交聯(lián)反應。這類預聚物稱做無規(guī)預聚物。結構預聚物(StructuralPre-polymer):具有特定的活性端基或側基的預聚物稱為結構預聚物。結構預聚物往往是線形低聚物,它本身不能進一步聚合或交聯(lián)。熱塑性塑料(ThermoplasticsPlastics):是線型可支鏈型聚合物,受熱即軟化或熔融,冷卻即固化定型,這一過程可反復進行。聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)等均屬于此類。熱固性塑料(ThermosettingPlastics):在加工過程中形成交聯(lián)結構,再加熱也不軟化和熔融。酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、脲醛樹脂等均屬于此類。融熔縮聚(MeltPoly-condensation):熔融縮聚是指反應溫度高于單體和縮聚物的熔點,反應體系處于熔融狀態(tài)下進行的反應。熔融縮聚的關鍵是小分子的排除及分子量的提高。溶液縮聚(SolutionPoly-condensation):單體加適當催化劑在溶劑(包括水)中呈溶液狀態(tài)下進行的縮聚叫溶液縮聚。界面縮聚(InterfacialPoly-condensation):兩單體分別溶解于兩不互溶的溶劑中,反應在兩相界面上進行的縮聚稱之為界面縮聚,具有明顯的表面反應的特性。聚合物化學反應(ChemicalReactionofPolymer):研究聚合物分子鏈上或分子鏈間官能團相互轉化的化學反應過程。聚合物的化學反應根據(jù)聚合物的聚合度和基團的變化(側基和端基)可分為相似轉變、聚合物變大的反應及聚合物變小的反應。聚合反應(Polymerization):由低分子單體合成聚合物的反應。活性種(ReactiveSpecies):打開單體的π鍵,使鏈引發(fā)和增長的物質,活性種可以是自由基,也可以是陽離子和陰離子。均裂(Homolysis):化合物共價鍵的斷裂形式,均裂的結果,共價鍵上一對電子分屬兩個基團,使每個基團帶有一個獨電子,這個帶獨電子的基團呈中性,稱為自由基。異裂(Heterolysis):化合物共價鍵的斷裂形式,異裂的結果,共價鍵上一對電子全部歸屬于其中一個基團,這個基團形成陰離子,而另一缺電子的基團,稱為陽離子。自由基聚合(RadicalPolymerization):以自由基作為活性中心的連鎖聚合。離子聚合(IonicPolymerization):活性中心為陰、陽離子的連鎖聚合。陽離子聚合(CationicPolymerization):以陽離子作為活性中心的連鎖聚合。陰離子聚合(AnionicPolymerization):以陽離子作為活性中心的連鎖聚合。誘導效應(InductionEffect):單體的取代基的供電子、吸電子性。共軛體系(ResonanceSystem):在某些有機化合物分子中,由于雙鍵、p電子或空的p軌道的相互影響與作用,使得電子云不能僅僅局限在某個碳原子上,而是分散在一定范圍內多個原子上的離域體系中,這種離域體系就是共扼體系。共軛效應(ResonanceEffect):共扼效應存在于共扼體系中,它是由于軌道相互交蓋而引起共扼體系中各鍵上的電子云密度發(fā)生平均化的一種電子效應。共扼效應使體系的鍵長趨于平均化,體系能量降低,分子趨于穩(wěn)定??煞譃棣?π共軛、p-π共軛、π-π共軛、σ-p共軛。空間位阻效應(StericEffect):由取代基的體積、數(shù)量、位置所引起的效應,它對單體聚合能力有顯著的影響,但它不涉及對活性種的選擇。鏈引發(fā)(ChainInitiation):形成單體自由基活性種的反應。鏈引發(fā)包括兩步:初級自由基的形成(即引發(fā)劑的分解),單體自由基的形成。鏈增長(ChainPropagation):單體自由基形成后,它仍具有活性,能打開第二個烯類分子的π雙鍵,形成新的自由基,新自由基的活性并不隨著鏈段的增加而衰減,與其它單體分子結合成單元更多的鏈自由基,即鏈增長。鏈終止(ChainTermination):自由基活性高,有相互作用終止而失去活性的傾向。鏈自由基失去活性形成穩(wěn)定聚合物的反應稱為鏈終止反應。偶合終止(CouplingTermination):兩鏈自由基的獨電子相互結合成共價鍵的終止反應,偶合終止的結果是大分子的聚合度為鏈自由基重復單元數(shù)的兩倍。歧化終止(DisproportionationTermination):某鏈自由基奪取另一自由基的氫原子或其他原子終止反應。歧化終止的結果是聚合度與鏈自由基的單元數(shù)相同。單基終止(Mono-radicalTermination):鏈自由基從單體、溶劑、引發(fā)劑等低分子或大分子上奪取一個原子而終止,這些失去原子的分子可能形成新的自由基繼續(xù)反應,也可能形成穩(wěn)定的自由基而停止聚合雙基終止(Bi-radicalTermination):鏈自由基的獨電子與其它鏈自由基中的獨電子或原子作用形成共價鍵的終止反應。鏈轉移(ChainTransfer):在自由基聚合過程中,鏈自由基可能從單體(M)、溶劑(S)、引發(fā)劑(I)等低分子或大分子上奪取原子而終止,使失去原子的分子成為自由基,繼續(xù)新鏈的增長,這一反應叫鏈轉移反應引發(fā)劑(Initiator):在聚合體系中能夠形成活性中心的物質,使單體在其上連接分為自由基引發(fā)劑,離子引發(fā)劑。半衰期(HalfLife):物質分解至起始濃度(計時起點濃度)一半時所需的時間。誘導期:聚合初期初級自由基為阻聚雜質所終止,無聚合物形成,聚合速率為零的時期。誘導分解(InducedDecomposition):誘導分解實際上是自由基向引發(fā)劑的轉移反應,其結果使引發(fā)劑效率降低?;\蔽效應(CageEffect):在溶液聚合反應中,濃度較低的引發(fā)劑分子及其分解出的初級自由基始終處于含大量溶劑分子的高黏度聚合物溶液的包圍之中,一部分初級自由基無法與單本分子接觸而更容易發(fā)生向引發(fā)劑或溶劑的轉移反應,從而使引發(fā)劑效率降低。引發(fā)劑效率(InitiatorEfficiency):引發(fā)聚合部分引發(fā)劑占引發(fā)劑分解消耗總量的分率稱為引發(fā)劑效率。轉化率(Conversion):單體轉化為聚合物的分率,等于轉化為聚合物的單體量比去用去單體總量。熱引發(fā)聚合(Thermal-InitiationPolymerization):聚合單體中不加入引發(fā)劑,單體只在熱的作用下,進行的聚合稱為熱引發(fā)聚合。光引發(fā)聚合(Photo-InitiationPolymerization):單體在光的激發(fā)下(不加入引發(fā)劑),發(fā)生的聚合稱為光引發(fā)聚合。可分為直接光引發(fā)聚合和光敏聚合兩種。光引發(fā)效率(Photo-InitiationEfficiency):又稱為自由基的量子產(chǎn)率,表示每吸收一個光量子產(chǎn)生的自由基對數(shù)。輻射聚合(RadiationPolymerization):以高能輻射線引發(fā)單體聚合,即為輻射聚合。輻射劑量(RadiationDosage):指輻射線傳給物質的能量,一般將每克物質吸收10-5J的能量作為輻射吸收劑量的單體。輻射吸收劑量與劑量率可用于衡量輻射聚合效應的大小。劑量率(DoseRate):是指單體時間內的吸收劑量。自動加速現(xiàn)象(凝膠效應)(Auto-accelerativePhenomena):聚合中期隨著聚合的進行,聚合速率逐漸增加,出現(xiàn)自動加速現(xiàn)象,自動加速現(xiàn)象主要是體系粘度增加所引起的。聚合動力學(KineticsofPolymerization):指聚合速率、分子量與引發(fā)劑濃度、單體濃度、聚合溫度等因素間的定量關系。動力學鏈長(KineticsChainLength):每個活性種從引發(fā)階段到終止階段所消耗的單體分子數(shù)定義為動力學鏈長,動力學鏈在鏈轉移反應中不終止。鏈轉移常數(shù)(ChainTransferConstant):是鏈轉移速率常數(shù)和增長速率常數(shù)之比,代表鏈轉移反應與鏈增長反應的競爭能力。鏈轉移劑(ChainTransferAgent):聚合物生產(chǎn)過程中人為地加入的一種自由基能夠向其轉移的試劑,用于調節(jié)聚合物分子量。常用的鏈轉移劑有脂肪族硫醇等。阻聚劑(Inhibitor):能夠使每一自由基都終止,形成非自由基物質,或形成活性低、不足以再引發(fā)的自由基的試劑,它能使聚合完全停止。按機理可分為加成型阻聚劑(如苯醌等)、鏈轉移型阻聚劑(如DPPH等)和電荷轉移型阻聚劑(如FeCl3等)等。緩聚劑(Retarder):能夠使一部分自由基終止,聚合減慢的試劑。通常不出現(xiàn)誘導期。阻聚常數(shù)(InhibitionConstant):阻聚反應速率常數(shù)與增長速率常數(shù)的比值稱為阻聚常數(shù),可用來衡量阻聚效率。自由基捕捉劑(RadicalCatcher):指1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)和FeCl3這兩種高效阻聚劑,它們能夠化學計量的1對1消滅自由基。自由基壽命(RadicalLifetime):指自由基從產(chǎn)生到終止所經(jīng)歷的時間,可由穩(wěn)態(tài)時的自由基濃度與自由基消失速率相除求得。聚合上限溫度(CeilingTemperatureofPolymerization):ΔG=0,聚合和解聚處于平衡狀態(tài)時的溫度即為聚合上限溫度,在此溫度以下進行的聚合反應無熱力學障礙;超過聚合上限溫度聚合就無法進行。均聚合(Homo-polymerization):由一種單體進行的聚合反應共聚合(Co-polymerization):由兩種或兩種以上單體共同參加的連鎖聚合反應。形成的聚合物中含有兩種或多種單體單元。均聚物(Homo-polymer):由均聚合所形成的聚合物。共聚物(Copolymer):由共聚合形成的聚合物。無規(guī)共聚物(RandomCopolymer):聚合物中組成聚合物的結構單元呈無規(guī)排列。交替共聚物(AlternatingCopolymer):聚合物中兩種或多種結構單元嚴格相間。嵌段共聚物(BlockCopolymer):聚合物由較長的一種結構單元鏈段和其它結構單元鏈段構成,每鏈段由幾百到幾千個結構單元組成。接枝共聚物(GraftCopolymer):聚合物主鏈只由某一種結構單元組成,而支鏈則由其它單元組成。共聚合組成方程(EquationofCopolymerComposition):表示共聚物組成與單體混合物(原料)組成間的定量關系。(F1,f1)理想共聚(IdealCo-polymerization):該聚合競聚率r1*r2=1,共聚物某瞬間加上的單體中1組分所占分率F1=r1f1/(r1f1+f2),并且其組成曲線關于另一對角線成對稱(非恒比對角線)。理想恒比共聚(IdealAzeotropicCo-polymerization):該聚合的競聚率r1=r2=1,這種聚合不論配比和轉化率如何,共聚物組成和單體組成完全相同,F(xiàn)1=f1,并且隨著聚合的進行,F(xiàn)1、f1,的值保持恒定不變交替共聚(AlternatingCo-polymerization):該聚合競聚率r1=r2=0或者r1→0,r2→0,這種聚合兩種自由基都不能與同種單體加成,只能與異種單體共聚,因此不論單體組成如何,結果都是F1=0.5,形成交替共聚物。非理想共聚(Non-idealCo-polymerization):競聚率r1*r2≠1的聚合都是非理想聚合,非理想聚還可再往下細分。有恒比點非理想共聚(Non-idealAzeotropico-polymerization):競聚率r1<1且r2<1的非理想聚合,該共聚物組成曲線與恒比對角線有一交點,在這一點上共聚物的組成與單體組成相同,且隨著聚合的進行二者的單體和聚合物的組成都都保持恒定不變。嵌段共聚(BlockCo-polymerization):該聚合競聚率r1>1且r2>1,兩種自由基都有利于加上同種單體,形成“嵌段共聚物”,但兩種單體的鏈段都不長,很難用這種方法制得商品上的真正嵌段共聚物。競聚率(ReactivityRatio):是均聚和共聚鏈增長速率常數(shù)之比,r1=k11/k12,r2=k22/k21,競聚率用于表征兩單體的相對活性。前末端效應(EffectofPenultimateMonomerUnit):前末端是指自由基活性端的倒數(shù)第二個結構單元,帶有位阻或極性較大的基團的烯類單體,進行自由基共聚時,前末端單元對末端自由基將產(chǎn)生一定的作用,這即前末端效應。單體活性(MonomerReactivity):單體的活性我們一般通過單體的相對活性來衡量,一般用某一自由基同另一單體反應的增長速率常數(shù)與該自由基同其本身單體反應的增長速率常數(shù)的比值(即競聚率的倒數(shù))來衡量。自由基活性(RadicalReactivity):一般表示自由基之間的相對活性,可用不同自由基與同一單體反應的增長速率常數(shù)來衡量。極性效應(PolarityEffect):極性相反的單體(帶負電性與帶正電性)之間易進行共聚,并有交替傾向,這個效應稱為極性效應。Q-e概念(ConceptofQ-e):Q-e式將自由基同單體的反應速率常數(shù)與共軛效應、極性效應相聯(lián)系起來,可用于估算競聚率,其式中,P1、Q2表示從共軛效應來衡量1自由基和2單體的活性,而e1、e2分別有1自由基和2單體極性的度量。自由基聚合實施方法(ProcessofRadicalPolymerization):主要有本體聚合,溶液聚合,乳液聚合,懸浮聚合四種。離子聚合實施方法(ProcessofIonicPolymerization):主要有溶液聚合,淤漿聚合。逐步聚合實施方法(ProcessofStep-polymerization):主要有熔融聚合,溶液聚合,界面聚合。本體聚合(BulkPolymerization):本體聚合是單體本身、加入少量引發(fā)劑(或不加)的聚合。懸浮聚合(SuspensionPolymerization):懸浮聚合一般是單體以液滴狀懸浮在水中的聚合,體系主要由單體、水、油溶性引發(fā)劑、分散劑四部分組成。溶液聚合(SolutionPolymerization):是指單體和引發(fā)劑溶于適當溶劑的聚合。乳液聚合(EmulsionPolymerization):是單體在水中分散成乳液狀而進行的聚合,體系由單體、水、水溶性引發(fā)劑、水溶性乳化劑組成。分散劑(Dispersant):分散劑大致可分為兩類,(1)水溶性有機高分子物,作用機理主要是吸咐在液滴表面,形成一層保護膜,起著保護人用,同時還使表面(或界面)張力降低,有利于液滴分散。(2)不溶于水的無機粉末,作用機理是細粉吸咐在液滴表面,起著機械隔離的作用。乳化劑(Emulsifier):常用的乳化劑是水溶性陰離子表面活性劑,其作用有:(1)降低表面張力,使單體乳化成微小液滴,(2)在液滴表面形成保護層,防止凝聚,使乳液穩(wěn)定,(3)更為重要的作用是超過某一臨界濃度之后,乳化劑分子聚集成膠束,成為引發(fā)聚合的場所。膠束(Micelle):當乳化劑濃度超過臨界濃度(CMC)以后,一部分乳化劑分子聚集在一起,乳化劑的疏水基團伸身膠束回部,親水基伸向水層的一種狀態(tài)。親水親油平衡值(HLB)(ValueofHydrophileLipophilealance):該值用來衡量表面活性劑中親水部分和親油部分對水溶性的貢獻,該值的大小表表親水性的大小。膠束成核(MicellarNucleation):在經(jīng)典的乳液聚合體系中,由于膠束的表面積大,更有利縣城捕捉水相中的初級自由基和短鏈自由基,自由基進入膠束,引發(fā)其中單體聚合,形成活性種,這就是所謂的膠束成核。均相成核(HomogeneousNecleation):又稱水相成核,當選用水溶性較大的單體,溶于水的單體被引發(fā)聚合成的短鏈自由基將含有較多的單體單元,并有相當?shù)挠H水性,水相中多條這樣較長的短鏈自由基相互聚集在一起,絮凝成核,以此為核心,單體不斷擴散入內,聚合成乳膠粒,這個過程即為均相成核。活性聚合(LivingPolymerization):當單體轉化率達到100%時,聚合仍不終止,形成具有反應活性聚合物(活性聚合物)的聚合叫活性聚合。化學計量聚合(StoichiometriccalculationPolymerization):陰離子的活性聚合由于其聚合度可由單體和引發(fā)劑的濃度定量計算確定,因此也稱為化學計量聚合。開環(huán)聚合(Ring-OpeningPolymerization):環(huán)狀單體在引發(fā)劑作用下開環(huán),形成線形聚合物的聚合反應。第六章配位聚合(CoordinationPolymerization)配位聚合(CoordinationPolymerization):單體與引發(fā)劑經(jīng)過配位方式進行的聚合反應。具體的說,采用具有配位(或絡合)能力的引發(fā)劑、鏈增長(有時包括引發(fā))都是單體先在活性種的空位上配位(絡合)并活化,然手插入烷基—金屬鍵中。配位聚合又有絡合引發(fā)聚合或插入聚合之稱。定向聚合(Stereo-regularPolymerization):任何聚合過程(包括自由基、陽離子、陰離子、配位聚合)或任何聚合方法(如本體、懸浮、乳液和溶液等),只要它是經(jīng)形成有規(guī)立構聚合物為主,都是定向聚合。定向聚合等同于立構規(guī)整聚合(Stereo-specificPolymerization)。Ziegler-Natta聚合(Ziegler–NattaPolymerization):采用Zigler-Natta引發(fā)劑的任何單體的聚合或共聚合。立體異構(Stereo-isomerism):分子中的原子的不同空間排布而產(chǎn)生不同的構型??煞譃楣鈱W異構(手性異構)體和幾何異構(順反異構)體。構型(Configuration):是由原子(或取代基)在手性中心或雙鍵上的空間排布順序不同而產(chǎn)物的立體異構。構象(Conformation):構象則是對C-C單鍵內旋轉異構體的一種描述,有伸展型、無規(guī)線團、螺旋型和折疊鏈等幾種構象。光學異構體(OpticalIsomer,又稱對映體異構):由手性中心產(chǎn)生的異構體,分R(右)型和S(左)型。幾何異構體(GeometricalIsomer):由雙鍵而產(chǎn)生的異構體,即Z(順)式和E(反)式。手性中心(ChiralCenter):非對稱取代的烯類單體或α—烯烴聚合物分子鏈中的不對稱的碳原子。全同立構聚合物(IsotacticPolymer)(等規(guī)立構聚合物):各手性碳原子構型相同,稱全同立構聚合物。以聚α-烯烴為例,聚α-烯烴中含有多個手性中心C原子,若各個手性中心C原子的構型相同,如~RRRR~或~SSSS~,就成為全同立構(等規(guī))聚合物。間同立構聚合物(SyndiotacticPolymer)(間規(guī)立構聚合物):若相鄰手性碳原子構型相反,且交替排列,則為間同立構聚合物。以聚α-烯烴為例,若聚α-烯烴中相鄰的手性中心C原子的構型相反并且交替排列,如~RSRSRS~,則成為間同立構聚合物。無規(guī)立構聚合物(AtacticPolymer):手性C構型呈無規(guī)排列的聚合物。以聚α-烯烴為例,若聚α-烯烴中的手性中心C原子的構型呈無規(guī)則排列,如~RRSRSSSRSSR~,則為無規(guī)聚合物。順式(Z)構型(Cis-configuration)、反式(E)構型(Anti-configuration):當雙鍵的兩個碳原子各連接兩個不同基團時,由于雙鍵不能自由旋轉,就有可能生成兩種不同的由空間排列所產(chǎn)生的異構體。兩個相同基團處于雙鍵同側的叫做順式,反之叫做反式。立構規(guī)整度(Stereo-regularity):立構規(guī)整聚合物的質量占總聚合物質量的分率。全同指數(shù)(IsotacticIndex)(聚丙烯的等規(guī)度):表征聚合物的立構規(guī)整程度的指數(shù),即有規(guī)立體聚合物占總聚合物量的分率,以IIP表示。常用沸騰正庚烷的萃取剩余物所占分數(shù)來表示。配位聚合引發(fā)體系(InitiatorofCoordinationPolymerization):用于配位聚合的引發(fā)劑,這類引發(fā)劑在聚合過程中的作用不僅為聚合提供活性種,而且它可使增長插入的單體配位,達到立構規(guī)化的目的。配位聚合引發(fā)體系大致有四類:一是Ziegler-Natta型;二是π烯丙基過渡金屬型;三是烷基鋰引發(fā)劑;四是最近發(fā)展起來的茂金屬引發(fā)劑。配位引發(fā)劑的作用有二:一是提供引發(fā)聚合的活性種,二是引發(fā)劑的剩余部分(經(jīng)常是過渡金屬的反離子)緊鄰引發(fā)中心提供獨特的配位能力,這種反離子同單體和增長鏈的配位促使單體分子按一定的構型進入增長鏈,起著連續(xù)定向模板的作用。Ziegler-Natta引發(fā)劑(InitiatorofZiegler-Natta):gler-Natta引發(fā)劑是一大類引發(fā)體系的統(tǒng)稱,通常有兩個組份構成:主引發(fā)劑是Ⅳ~Ⅷ族過渡金屬化合物。共引發(fā)劑是Ⅰ~Ⅲ族的金屬有機化合物。功能高分子(FunctionalPolymer):是指具有傳遞、轉換或儲存物質、能量可信息的高分子,其結構特征是聚合物上帶有特殊功能基團,其中聚合物部份起著載體的作用,不參與化學反應。按功能的不同,可分為化學功能高分子、物理功能高分子和生物功能高分子。高分子試劑(PolymericReagent):也叫反應性高分子,即高分子試劑上的基團起著化學試劑的作用,它是各類高分子的化學試劑的總稱。高分子催化劑(PolymericCatalyst):將能起催化劑作用的基團接到高分子母體上,高分子本身不發(fā)生變化,但能起催化低分子反應。這種催化劑稱作高分子催化劑,低分子基質(LowmolecularMatrixes):低分子反應物中的特定基團與保護試劑作用后受到保護不再參與主反應,這種受到保護的低分子反應物稱作低分子基質。高分子基質(PolymericMatrixes):將要準備反應的低分子化合物以共價鍵形式結合到聚合物載體上,得到高分子基質。接枝(Grafting):通過化學反應,在某些聚合物主鏈上接上結構、組成不同的支鏈,這一過程稱為接枝,形成的產(chǎn)物稱為接枝共聚物。嵌段(Blocking):形成嵌段共聚物的過程。擴鏈(Chain-enlarging):分子量不高的聚合物,通過適當?shù)姆椒?,使多個大分子連接在一起,分子量因而增大的過程稱為擴鏈。交聯(lián)(Cross-linking):聚合物在光、熱、輻射、或交聯(lián)劑作用下,分子鏈間形成共價鍵,產(chǎn)生凝膠或不溶物,這一過程稱為交聯(lián)。交聯(lián)有化學交聯(lián)和物理交聯(lián)。交聯(lián)的最終目的是提高聚合物的性能。如橡膠的硫化等。交聯(lián)劑(Cross-linkingAgent):使聚合物交聯(lián)的試劑。降解(Degradation):降解是聚合度分子量變小的化學反應的總稱。它是高分子鏈在機械力、熱、超聲波、光、氧、水、化學藥品、微生物等作用下,發(fā)生解聚、無規(guī)斷鏈及低分子物脫除等反應。老化(Aging):聚合物及其制品在加工、貯存及使用過程中,物理化學性質及力學性能逐步變壞,這種現(xiàn)象稱老化。橡膠的發(fā)粘、變硬、或龜裂,塑料制品的變脆、破裂等都是典型的聚合物老化現(xiàn)象。導致老化的物理因素是熱、光、電、機械應力等?;瘜W因素是氧、酸、堿、水以及生物霉菌的侵襲,實際上,老化是上述各因素的綜合作用的結果。1、下列物質哪些是高聚物?(1)水(2)木材(3)肉(4)棉花(5)橡膠輪胎(6)油漆2、高聚物常用的分子量有哪幾種?解釋它們的含義,并說明它們分別由什么方法測定。3、設聚合物樣品中含有各1moL的103、104、105分子量的組分,計算聚合物的三種平均分子量,并比較它們的大小。4、寫出合成下列聚合物的單體和反應式。(1)滌綸(2)尼龍-66(3)聚丙烯腈(4)天然橡膠(5)丁苯橡膠(6)聚甲醛(8)聚四氟乙烯(10)聚氨酯5、寫出下列單體的聚合反應式和單體、聚合物的名稱。(1)CH2=CHF(2)CH2=C(CH3)2(3)HO-(CH2)5-COOH(4)
(5)NH2(CH2)10NH2+HOOC(CH2)8COOH(6)CH2=C(CH3)-CH=CH27、舉例說明橡膠、纖維、塑料間結構-性能的差別和聯(lián)系。8、高分子化學結構的多重性包括哪些方面?分別說明。7、下列烯類單體能否進行自由基聚合?并解釋原因。CH2=C(C6H5)2CH2=C(CH3)C2H5CH3CH=CHCH3ClCH=CHClCF2=CF2CH2=C(CH3)COOCH3CH2=CHCOOCH3CH2=CHCNCH2=C(CH3)CH=CH8、以偶氮二異丁腈為引發(fā)劑,寫出醋酸乙烯酯聚合歷程中各基元反應式。9、PVA的單體是什么?寫出其聚合反應式。10、甲基丙烯酸甲酯聚合時,歧化終止的百分比與溫度的依賴性如下表所示:T,℃406080歧化終止,%505970計算:(a)歧化終止與偶合終止的活化能差值;(b)偶合終止為90%時的溫度。11、如果某引發(fā)劑的半衰期為4hr,那么反應12hr后,引發(fā)劑還剩余多少(百分比)沒有分解?12、
寫出下列常用引發(fā)劑的分子式和分解反應式。偶氮二異丁腈,偶氮二異庚腈,過氧化二苯甲酰,異丙苯過氧化氫,過氧化羧酸叔丁酯,過硫酸鉀-亞硫酸鹽體系,過氧化氫-亞鐵鹽體系13、
直接光引發(fā)和加光引發(fā)劑的光引發(fā)有什么不同?14、據(jù)報道,過氧化二乙基的一級分解速率常數(shù)為1.0×1014e-35000cal/RTs-1,試預測這種引發(fā)劑的使用溫度范圍。15、
在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下,如果[M×]=1×10-11mol/L,那么在30、60、90分鐘后,[M×]分別等于多少?16、何為自動加速作用?其出現(xiàn)的根本原因是什么?17、阻聚作用與緩聚作用的定義,常見阻聚劑有哪幾種類型?它們的阻聚機理有什么不同?18、單體溶液濃度為0.20mol/L,過氧化物引發(fā)劑濃度為4.0×10-3mol/L,在60℃下加熱聚合,問需多長時間能達到50%的轉化率?計算時采用如下數(shù)據(jù):kp=145L/mol×s,kt=7.0×107L/mol×s,f=1,引發(fā)劑半衰期為44hr。19、用引發(fā)劑W在60℃下熱引發(fā)單體Z(單體濃度8.3mol/L)進行本體聚合,得到下列數(shù)據(jù):
Rp×103,mol/L×s0.005083500.01055500.02033300.05013170.105920.15358
若試驗證明Rp=4.0×10-4[I]1/2,請計算CM,kp/kt1/2和fkd的值。在聚合中,向引發(fā)劑鏈轉移重要嗎?如果重要,請簡述怎樣計算CI。20、氧化還原體系Ce4+-醇可以引發(fā)自由基聚合:鏈增長反應為:這里Mn×是聚合度為n的大分子自由基,主要的終止反應為:運用穩(wěn)態(tài)假設,推導聚合速率的表達式,引發(fā)效率f,并假設鏈增長反應是唯一消耗大量單體的反應。21、動力學鏈長與平均聚合度有何關系?鏈轉移反應對之有何影響?22、當十二烷基硫醇加入到苯乙烯中,引起聚苯乙烯聚合度下降,但聚合速率卻基本沒有改變,請解釋原因。23、苯乙烯在過氧化二特丁基的引發(fā)下聚合,聚合溫度60℃,用苯作溶劑。引發(fā)劑濃度為0.01mol/L,苯乙烯濃度為1.0mol/L,初始引發(fā)速率和聚合速率分別為4.0×10-11mol/L×s和1.5×10-7mol/L×s,試計算fkd的值,計算初期動力學鏈長和初期聚合度。計算時采用如下數(shù)據(jù):CM=8.0×10-5CI=3.2×10-4CP=1.9×10-4CS=2.3×10-660℃下苯乙烯密度為0.887g/ml60℃下苯的密度為0.839g/ml24、苯乙烯在紫外線輻射下進行本體聚合,在27℃下,初始聚合速率和聚合度分別為1.0×10-3mol/L×s和200,那么在77℃下,聚合速率和聚合度分別是多少?25、自由基聚合中,在某一反應溫度、單體濃度、引發(fā)劑起始濃度、反應時間下的轉化率如下表所示:實驗溫度,℃[M],mol/L[I]×103,mol/L反應時間,min轉化率,%1601.002.5500502800.501.0700753600.801.0600404600.2510.0?50若反應遵循公式,試計算實驗4中,達到50%轉化率時所需的反應時間,并計算總活化能。26、100升甲基丙烯酸甲酯與10.2摩爾引發(fā)劑在60℃下反應。(a)在這個聚合中動力學鏈長是什么?(b)在反應最初5小時,生成多少聚合物?kp=5.5L/mol×s,kt=25.5×106L/mol×s,單體密度=0.94g/cm3,引發(fā)劑半衰期t1/2=50hrs,f=0.327、本體聚合和乳液聚合的聚合動力學有什么不同?28、根據(jù)共聚物大分子中不同結構單元間的連接順序和數(shù)量分類,共聚物可分為幾類?它們的結構有什么不同?29、根據(jù)共聚物的命名原則,共聚物名稱中不同單體的先后順序是怎樣規(guī)定的?30、何為共聚物組成?共聚物組成與那些因素有關?31、分別用動力學及幾率法推導二元共聚物組成微分方程式(4-22),進一步用比例法推導出F1=f(f1)關系式(4-25)。32、寫出競聚率的定義方法及意義。33、二元共聚、有前末端效應的二元共聚和三元共聚的增長反應、競聚率、穩(wěn)態(tài)處理有何不同?34、二元共聚當r1=r2=1,r1=r2=0,r1>0,r2=0等特殊情況下d[M1]/d[M2]=f([M1]/[M2]),F1=f(f1)的函數(shù)關系如何?35、根據(jù)二元共聚的競聚率分類,可將共聚行為分為幾類?各種共聚行為的競聚率及共聚物組成曲線有何不同?
36、
氯乙烯(M1)—醋酸乙烯酯(M2)60℃自由共聚,r1=1.68,r2=0.23.繪出上述單體共聚的共聚物組成曲線,并求出當醋酸乙烯酯的濃度為15%(質量分數(shù))時,對應的共聚物組成F1為多少?37、
苯乙烯(M1)與(M2)甲基丙烯酸甲酯共聚。60℃自由基共聚,r1=0.52,r2=0.46。(1)由r1、r2數(shù)值討論該聚合反應屬何種共聚?所得何種共聚物?畫出共聚物組成曲線示意圖。(2)若f1=0.2,求低轉化率時聚合物中苯乙烯的摩爾分數(shù)。(3)若想得到共聚物組成F1=0.53的共聚物且保持不變,則單體組成應如何控制?(4)若想得到共聚物組成F1=0.6的均勻共聚物,應采取何種方法?38、
甲基丙烯酸甲酯與1,3-丁二烯在60℃下進行自由基共聚,r1=0.25,r2=0.91。(1)若起始配料比為35/65(重量比),問是否得到組成基本均勻的共聚物?(2)該共聚物中兩單體的摩爾比為多少?(3)在何種單體摩爾配比投料條件下,可得到組成基本均勻的共聚物?39、
氯丁二烯(M1)與(M2)在50℃共聚,r1=3.41,r2=0.059。若想得到共聚物組成為氯丁二烯/丁二烯等于30/70(重量比)的均勻共聚物;(1)應采取何種措施達到此目的?(2)計算料液中兩單體的摩爾比。40、
甲基丙烯酸甲酯(M1)與丙烯晴(M2)進行自由基共聚,已知r1=1.22,r2=0.15,兩單體均聚的鏈增長速率常數(shù)分別為706L(mol·s)和1960L(mol·s)。(1)求共聚反應速率常數(shù)K12和K21。(2)比較哪種單體消耗快。(3)用何種方法才能制得組成均勻的共聚物。40、指出下列單體(M1)與丁二烯(M2)交替共聚趨勢的增加順序,并說明原因。(1)氯乙烯(r1·r2=0.31)(2)苯乙烯(r1·r2=0.78)(3)丙烯睛(r1·r2=0.006)(4)甲基丙烯酸甲酯(r1·r2=0.19)42、已知單體(M1)和單體(M2)的Q、e值,試根據(jù)Q、e值判斷兩單體屬于何種共聚,并畫出相應的共聚物組成曲線。(1)e1=e2Q1>Q2(2)e1=e2Q1=Q243、
由試驗測得丙烯酸(M1)與丙烯睛(M2)共聚時,其原料中單體含量和瞬間共聚物中單體含量如下:原料中單體M1%(質量分數(shù))202550607080共聚物中單體M1%(質量分數(shù))25.530.559.369.578.586.4任選一種方法求出單體的競聚率。44、
將單體(M1)與單體(M2)共聚,在低轉化率下測得如下數(shù)據(jù):原料中單體M1%(摩爾分數(shù))4060共聚物中單體M1%(摩爾分數(shù))5775若M1與M2等摩爾配比,共聚物組成如何?45、
某一共聚體系r1=5,r2=0.2,當單體濃度比[M1]/[M2]分別為0.2、0.4、0.6、0.8時,對應的共聚物中每種單體的數(shù)均序列長度為何值?單體數(shù)均序列長度比為何值?兩種對應的共聚物組成d[M1]/d[M2]為何值?兩種對應的共聚物組成d[M1]/d[M2]為何值?通過上述計算你的結論是什么?46、丙烯睛、苯乙烯和丁二烯三元溶液共聚,起始濃度分別為0.47mol/L、0.47mol/L、0.46mol/L,求三元共聚物的起始濃度。47、寫出用下列單體合成聚合物的化學反應方程式,并命名反應物和產(chǎn)物。(1)HO(CH2)2OH+HOOC(CH2)4COOH48、當下列單體與脂肪酸發(fā)生反應時,哪些(個)能得到聚合物:(1)乙醇;(2)乙二醇;(2)二縮乙二醇;(4)苯胺;(5)乙二胺。49、如果酯交換反應的官能團反應程度是0.99999,那么生成聚酯的DP是多少?50、先在下列各題中解釋所涉及的名詞,然后分析以下各題中所給的概念對之間的聯(lián)系。(1)反應程度與轉化率(2)平均官能度與凝膠點(3)界面縮聚與混縮聚(4)固相縮聚與熔融縮聚(5)均縮聚與混縮聚(6)線形縮聚與成環(huán)縮聚(7)逐步性與平衡性(8)官能團等活性與速率常數(shù)(9)減壓縮聚與縮聚平衡(10)鏈交換反應與縮聚物的聚合度分布51、如果A0和k的值是10mol/L和10-3L?mol-1?S-1則要獲得DP=37的聚合物需要多長時間?52、聚合物的化學反應有哪些特征?與低分子化學反應有什么區(qū)別?53、試分析(聚合物化學反應中)影響大分子鏈上官能團反應能力的主要因素。
54、寫出以乙酸乙烯酯為單體,合成維尼龍纖維的各步反應式。
55、何謂聚合物的相似轉變,試舉例說明工業(yè)上的意義與應用。
56、試分析比較下列聚合物的交聯(lián)目的與交聯(lián)方法。
(1)丙二醇與順丁烯二酸酐合成的聚酯;
(2)順式-1,4-聚異戊二烯;
(3)聚乙烯;
(4)環(huán)氧樹脂;(5)線型酚醛樹脂(酸催化)。
57、簡述下列聚合的合成方法:
(1)聚丁二烯接上苯乙烯鏈(抗沖PE);
(2)SBS嵌段共聚物;
(3)聚乙烯的氯化反應;
(4)以聚苯乙烯合成離子交換樹脂;
(5)ABS樹脂。
58、解釋下列名詞:鄰近基團效應;幾率效應;擴鏈;交聯(lián);降解;老化;光穩(wěn)定劑;抗氧劑。
59、聚合物的熱降解有哪幾種類型?與聚合物結構有什么關系?PMMA、PE及PVC的熱降解產(chǎn)物各是什么?60、什么叫抗氧劑?按照作用機理的不同,抗氧劑可分為哪幾類?
61、聚碳酸酯及聚酯等雜鏈聚合物在成型加工(或紡絲)前都要進行干燥除水,為什么?
62、設計一種主鏈為乙烯丙烯交替共聚物的高分子。
63、舉例說明高分子試劑、高分子催化劑、高分子基質有何不同。
64、試用高分子設計方法,設計制備一種功能高分子并寫出制備方法。65、解釋下列概念或名詞配位聚合:熱塑性聚合物:鏈轉移:分子量分布指數(shù):竟聚率:引發(fā)效率:動力學鏈長:本體聚合:縮聚反應:10.自由基等活性理論:11.聚合度;12.熱固性:13.懸乳聚合:14.凝膠效應:15.阻聚劑;16.自由基的穩(wěn)態(tài)處理:17.自由基壽命:18.嵌段共聚物19.均聚物20.共聚物21.加聚反應22.分子量分布曲線23.玻璃化溫度24.粘流溫度25.籠蔽效應26.熱引發(fā)聚合27.自動加速現(xiàn)象28.鏈轉移
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