高分子化学(第四版)潘祖仁版课后习题答案 联系客服

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,即引发剂浓度增加到4.51倍时,聚合转化率可以从10%增加到20%。 由于聚合速率,故增加到4.51倍时,增加2.12倍。

聚合度,故增加到4.51倍时,下降到原来0.471。即聚合度下降到原来的1/2.12。 (3)引发剂引发时,体系的总活化能为:

热引发聚合的活化能与引发剂引发的活化能相比,相当或稍大,温度对聚合速率的影响与引发剂引发相当,要使聚合速率增大,需增加聚合温度。 光引发聚合时,反应的活化能如下:

上式中无项,聚合活化能很低,温度对聚合速率的影响很小,甚至在较低的温度下也能聚合,所以无需增加聚合温度。

9. 以过氧化二苯甲酰为引发剂,在60℃进行苯乙烯聚合动力学研究,数据如下: a. 60℃苯乙烯的密度为0.887 g*cm-3;b. 引发剂用量为单体重的0.109%;c. Rp=0.255?10-4 mol*(L*s)-1;d.聚合度=2460;e. f=0.80;f. 自由基寿命=0.82 s。试求kd、kp、kt,建立三常数的数量级概念,比较 [M]和[M*]的大小,比较RI、Rp、Rt的大小。 解:

偶合终止:C=0.77,歧化终止:D=0.23。 >>

可见,kt>>kp,但[M]>>[M?],因此Rp>>Rt;所以可以得到高分子量的聚合物。 Rd 10-8 kd 10-6 [M] 8.53 Rp 10-5 kp 102 [M·]

1.382×10-8 Rt 10-8 kt

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12. 以过氧化特丁基作引发剂,60℃时苯乙烯在苯中进行溶液聚合,苯乙烯浓度为1.0 mol*L-1,过氧化物浓度为0.01mol*L-1,初期引发速率和聚合速率分别为4.0?10-11和1.5?10-7 mol*(L*s) -1。苯乙烯-苯为理想体系,计算(fkd)、初期聚合度、初期动力学链长和聚合度,求由过氧化物分解所产生的自由基平均要转移几次,分子量分布宽度如何? 计算时采用下列数据:

CM=8.0?10-5,CI=3.2?10-4,CS=2.3?10-6,60℃下苯乙烯密度为0.887 g*ml-1,苯的密度0.839 g*ml-1。

解:[M]=1.0mol/L[I]=0.01mol/L

60℃,苯乙烯偶合终止占77%,歧化终止占23%。若无链转移, 若同时发生单体、引发剂和溶剂转移,则按下式计算:

13. 按上题制得的聚苯乙烯分子量很高,常加入正丁硫醇(CS=21)调节,问加多少才能制得分子量为8.5万的聚苯乙烯?加入正丁硫醇后,聚合速率有何变化?(该题虽不是作业,但因为与12题有关,所以也附上答案)

60℃,某单体由某引发剂引发本体聚合,[M]=8.3 mol*L-1,聚合速率与数均聚合度有如下关系:

Rp/ mol*(L*s)-1 0.50 1.0 2.0 5.0 10 15 8350 5550 3330 1317 592 358 解:

15. 用过氧化二苯甲酰作引发剂,苯乙烯在60℃下进行本体聚合,试计算链引发、向引发剂转移、向单体转移三部分在聚合度倒数中所占的百分比。对聚合有何影响?

计算时用下列数据:[I]=0.04 mol*L-1,f =0.8;kd=2.0?10-6s-1,kp=176 L*(mol*s)-1,kt=3.6?107 L*(mol*s)-1,?(60℃)=0.887 g*mL-1,CI=0.05;CM=0.85?10-4。 解:[I]=0.04mol/L[M]=0.887*1000/104=8.53mol/L

偶合终止:C=0.77,歧化终止:D=0.23

第4章 自由基共聚合

2、甲基丙烯酸甲酯(M1)浓度=5mol/L,5-乙基-2-乙烯基吡啶浓度=1mol/L,竞聚率:r1=0.40,r2=0.69;a、计算聚合共聚物起始组成(以摩尔分数计),b、求共聚物组成与单体组成相同时两单体摩尔配比。

解:甲基丙烯酸甲酯(M1)浓度为5mol/L,5-乙基-2-乙烯基吡啶浓度为1mol/L,所以

即起始共聚物中,甲基丙烯酸甲酯的摩尔含量为72.5%。

因为,r1<1,r2<1,此共聚体系为有恒比共聚点的非理想共聚,在恒比共聚点上配料时,所得的共聚物组成与单体组成相同,有

所以,两单体摩尔配比为:

3、氯乙烯(r1=1.67)与醋酸乙烯酯(r2=0.23)共聚,希望获得初始共聚物瞬时组成和85%转化率时共聚物平均组成为5%(摩尔分数)醋酸乙烯酯,分别求两单体的初始配比。 解:(1)当共聚物中醋酸乙烯酯的初始含量为5%时,将 带入下式: ,

两单体的初始配比为

(2)85%转化率时共聚物平均组成为5%(摩尔分数)醋酸乙烯酯, 则

② 解得:

两单体的初始配比为=15.1

4、两单体竞聚率为r1=0.9,r2=0.083,摩尔配比=50:50,对下列关系进行计算和作图:a、残余单体组成和转化率; b、瞬时共聚物组成与转化率; c、平均共聚物组成与转化率;d、共聚物组成分布。

解:a、残余单体组成和转化率: , ,

C-f1的关系图见图4-16。 b、瞬时共聚物组成与转化率:

c、平均共聚物组成与转化率:

d、共聚物组成分布如下表 C f1 F 1 0 0 0.5 0.839 0.1 0.386 0.576 0.773 0.2 0.479