(2)如果期望尼龙-66的相对分子质量达到15000,试计算两种单体的配料比。如果单体是等物质的量配比并改用加入苯甲酸的办法控制相对分子质量达到相同值,试计算苯甲酸的加入量。设反应程度均为为99.5%。
解:尼龙66结构单元的平均相对分子质量=(116+114)/2=113 产物的聚合度=132.7 设反应程度为1,则可用式2-12
Xn1+γ= 1γ=Nb + Na_NN ba=1 / Q (2-12)即得γ=(Xn-1)/(Xn+1) = 131.7/133.7 =0.985 即两种单体的摩尔配料比必须控制在0.985
(3) 如果期望涤纶树脂的相对分子质量达到20000,试计算反应器内乙二醇的蒸汽压必须控制在什么数值?已知该反应的平衡常数为4.9,乙二醇在该反应温度的饱和蒸汽压为7600Pa。提示注意:该聚合反应的单体不是对苯二甲酸和乙二醇,而是对苯二甲酸双β羟乙酯。
解:涤纶结构单元的平均相对分子质量=(132+60)/2=96 产物的聚合度=208.3 设反应程度为1,则可用式2-6
即得乙二醇的摩尔分数
Xn=√Knw (2 - 6) nw=K/ Xn2 = 4.9/208.3×208.3 = 0.0113%
即乙二醇必须控制在0.0113% , 或0.086 mm Hg柱压力之下 (4) 等物质的量的二元酸和二元醇在密闭反应器中进行缩聚反应,设在该反应温度条件下的平衡常数为9,试计算达到平衡时的反应程度和聚合度。 解:在封闭体系中
p =3/4 = 0.75
Xn = 3+1 = 4
(5)根据Flory分布函数分别计算反应程度为0.5,0.90和1时线型缩聚物中单体和二聚体的理论含量。 解:p=0.5时,单体
N n / N 0 = p (1-1) (1–p)2 = 0.52 = 0.25 二聚体
N n / N 0 = p (2-1) (1–p)2 =0.5×0.52 = 0.125 p = 0.9时,单体
N n / N 0 = p (1-1) (1–p)2 =0.12 = 0.01 二聚体
N n / N 0 = p (2-1) (1–p)2 =0.9×0.12 = 0.009 p=1时,单体=二聚体= 0
(6)分别用两种方法计算下面3种体型缩聚反应配方的凝胶点,注
pK√=K + 1√ (2 - 5a)Xn =√K + 1(2-5b)意分别比较两种计算结果的数值大小。 邻苯二甲酸酐 甘油 乙二醇 3.0 mol 2.0 mol 0 1.5 mol 0.98 mol 0 1.50 mol 0.99 mol 0.002 mol 解:配方1,2单体为等摩尔配比
平均官能度=(3×2+2×3)/(2+3)=2.40, pc = 2/f = 0.833 配方2,2单体为不等摩尔配比
平均官能度=(3×0.98×2)/2.48=2.37, pc = 2/f = 0.844 配方3,3单体为不等摩尔配比
平均官能度=[(3×0.99+2×0.002)×2]/2.492=2.387, pc = 2/f = 0.838 第3章
1.说明下列烯类单体能按何种机理进行聚合,并解释理由。 解:(1)CH2=CHCl 自由基型,吸电取代基 (2)CH2 = CCl2 自由基、阴离子型,吸电取代基 (3)CH2 = CHCN 自由基、阴离子型,吸电取代基 (4)CH2 = C(CN)2 阴离子型,2强吸电取代基叠加
(5)CH2 = CHCH3 配位聚合,1个甲基不足以阳离子 (6)CH2 = C(CH3)2 阳离子、配位聚合,2甲基推电子叠加 (7)CH2 = CHC6H5 自由基、阴离子、阳离子型,共轭
(8)CF2 = CF2 自由基型,对称结构
(9)CH2 = C(CN)COOR 阴离子型,2强吸电取代基叠加 (10)CH2 = CHC(CH3) = CH2 自由基、阴离子、阳离子,共轭 2 判断下列单体能否进行自由基聚合反应,分别说明理由。 解: (1) CH2 = C(C6H5)2 不能,位阻太大 (2) ClCH=CHCl 不能, 属1,2-二取代
(3) CH2 = C(CH3)C2H5 不能, 2个推电子取代基,只能阳离子聚合 (4) CH3CH = CHCH3 不能, 属1,2-二取代 (5) CH2 = C(CH3)COOCH3 能,1,1-二取代 (6) CH3CH = CHCOOCH3 不能, 属1,2-二取代 (7) CH2 =CHOCOCH3 能, 弱吸电子取代基 (8) CH2 = CHCH2Cl 不能, 属自动阻聚的烯丙基 (9) CH2 = CHCH2OCOCH3 不能, 属自动阻聚的烯丙基 (10) CF2 = CFCl 能, F原子体积和位阻很小 3.试解释下列高分子概念
(1) 聚合极限温度: 将TC??H/?S定义为聚合反应的极限温度或临界上限温度。在此温度下进行的聚合反应无热力学障碍;高于此温度聚合物将自动降解或分解。
(2) 动力学链长: 指活性中心(自由基)自产生到消失所消耗的单体数目。
(3) 链转移常数: 链转移反应速率常数与链增长速率常的比值. (4) 自动加速效应:

