浙江大学837高分子物理化学考研真题.docx

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浙江大学837高分子物理化学考研真题

浙江大学2016年攻读硕士学位研究生入学考试试题

考试科目：

高分子物理与化学科目代码：

837考试时间：

月日

（注：

特别提醒所有答案一律写在答题纸上，直接写在试题或草稿纸上的无效！

）

—————————————————————————————

一、名词解释

聚合物本体聚合负离子聚合

SBS热塑性弹性体解聚反应

二、问答题：

1自由基聚合时转化率、分子量随时间变

化有什么特征？

2按主链结构聚合物分为哪三类？

并各举一例

3简要叙述缩聚反应的等活性理论，并说明其在处理问题过程中的

优点。

4将下列单体和引发剂进行匹配。

单体：

聚苯乙烯、聚丙烯腈聚乙烯基醚聚异丁烯聚乙烯

引发剂：

过氧化二苯甲酰、BF3+H2O,金属钠

5讨论竟聚率r1,r2在什么情况下得到交替共聚物和嵌段共聚物？

6高分子化学反应的特征是什么？

并举例说明

当量的己二胺进行缩聚反应，试计算其凝胶点，并分析能否形成体型缩聚物？

为什么？

三、写出利用聚苯乙烯的氯甲基化反应制备阴离子交换树脂反应方程式

答案

一、名词解释

聚合物――分子量很高的一类化合物，其分子量高达的程度应该在物理机械性能

方面与小分子物质有显著差别

本体聚合――只有单体本身在引发剂或光等作用下的聚合反应

负离子聚合――聚合反应中，形成的活性中心是碳正离子的一类聚合反应

SBS热塑性弹性体――苯乙烯和丁二烯形成的嵌段共聚物，具有可塑性和弹性。

解聚反应――链的断裂发生在末端基上，结果形成单体的聚合物降解反应

二、问答题：

（60分）（每小题10分）

1自由基聚合时转化率、分子量随时间变化有什么特征？

分子量在很短时间内达到很大，单体转化率逐步增大

2按主链结构聚合物分为哪三类？

并各举一例

1）碳链聚合物，如聚乙烯

2）杂链聚合物如尼龙66

3）元素聚合物如聚二甲基硅氧烷

3简要叙述缩聚反应的等活性理论，并说明其在处理问题过程中的优点。

缩聚反应中所有功能基具有相同的活性，与链长无关。

使问题简化。

4将下列单体和引发剂进行匹配。

聚苯乙烯，聚丙烯腈可用金属钠

聚苯乙烯，聚乙烯基醚，聚异丁烯可用BF3+H2O

聚苯乙烯，聚乙烯可用过氧化二苯甲酰

5讨论竟聚率r1,r2在什么情况下得到交替共聚物和嵌段共聚物？

r1＝r2＝1得到交替共聚物，r1>1,r2>1,或r1»1,r2＝1得到嵌段共聚物

6高分子化学反应的特征是什么？

并举例说明

不均匀性和复杂性。

例如聚乙烯醇缩甲醛，缩醛化可能发生在分子链内部，也

可能发生在分子链之间，且每根分子链山参加缩醛化反应的羟基数不等。

三、计算题（10分）

等当量的己二酸与等当量的己二胺进行缩聚反应，试计算其凝胶点，并分析能否形成体型缩聚物？

为什么？

解：

平均官能度＝（2×1＋2×1）/（2+2）＝2

凝胶点＝2/2＝1，说明在反应程度达到1时才形成体型结构聚合物，而实际上根据缩聚反应理论不可能达到1，所以不能形成体型结构聚合物。

四、写出利用聚苯乙烯的氯甲基化反应制备阴离子交换树脂的反应方程式（10分）

浙江大学2015年攻读硕士学位研究生入学考试试题

考试科目：

高分子物理与化学科目代码：

837考试时间：

月日

（注：

特别提醒所有答案一律写在答题纸上，直接写在试题或草稿纸上的无效！

）

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一、名词解释

高聚物溶液聚合定向聚合

ABS树脂无规断链反应

二、问答题：

1缩合聚合反应时转化率、分子量随时间变化

有什么特征？

2按性能用途聚合物分为哪三大类材料？

并各举一例

3在推导自由基聚合反应动力学方程时，都做了那些假设？

并简要解释。

4将下列单体和引发剂进行匹配

单体：

聚丙烯腈聚乙烯基醚聚异丁烯聚丁二烯、聚丙烯酸甲酯

引发剂：

过硫酸钾、BF3+H2O,萘钠

5讨论竟聚率r1,r2在什么情况下得到恒比共聚物和嵌段共聚物？

6简要说明高密度聚乙烯与低密度聚乙烯在结构与性能上有什么不同？

得分

阅卷人

三、计算题

以等当量的对苯二甲酸与乙二醇合成聚合度为100

的涤纶，试通过计算说明怎样控制体系中的水含量？

（K酯化＝4.9）

得分

阅卷人

四、写出制备强酸性阳离子交换树脂的反应方程

式

答案

一、名词解释

高聚物――分子量很高的一类化合物，其分子量高达的程度，应该在物理机械性能方面与小分子物质有显著差别

溶液聚合――将单体和引发剂溶于适当溶剂中的聚合反应

定向聚合――凡能获得立构规整性聚合物为主的聚合反应

ABS树脂――是苯乙烯、丁二烯、丙烯腈的共聚物

无规断链反应――指分子链的断裂没有固定点的高分子降解反应

二、问答题：

1缩合聚合反应时转化率、分子量随时间变化有什么特征？

分子量在很短时间内达到很大，单体转化率逐步增大

2按性能用途聚合物分为哪三大类材料？

并各举一例

塑料，如聚氯乙稀；橡胶，如聚丁二烯；纤维，如涤纶

3在推导自由基聚合反应动力学方程时，都做了那些假设？

并简要解释。

1）长链假设，链引发消耗单体数远小于链增长消耗单体数

2）等活性加热。

链增长的活性与链长无关

3）稳态假设。

体系中自由基浓度不变

4将下列单体和引发剂进行匹配

聚丁二烯，聚丙烯腈可用萘钠；

聚丁二烯，聚乙烯基醚，聚异丁烯可用BF3+H2O；

聚丁二烯，聚丙烯酸甲酯可用过硫酸钾

5讨论竟聚率r1,r2在什么情况下得到恒比共聚物和嵌段共聚物？

r1＝r2＝1，或M1与M2的单体比＝r2-1/r1-1得到恒比共聚物

r1>1,r2>1,或r1»1,r2＝1得到嵌段共聚物

6简要说明高密度聚乙烯与低密度聚乙烯在结构与性能上有什么不同？

高密度聚乙烯：

线性结构，密度大，强度高，易结晶

低密度聚乙烯：

支链结构，密度小，强度低，不易结晶

三、计算题（10分）

以等当量的对苯二甲酸与乙二醇合成聚合度为100的涤纶，试通过计算说明怎样控制体系中的水含量？

（K酯化＝4.9）

解：

N水＝4.9/（100×100）＝4.9×10-4

四、写出制备强酸性阳离子交换树脂的反应方程式（10分）

浙江大学2014年攻读硕士学位研究生入学考试试题

考试科目：

高分子物理与化学科目代码：

837考试时间：

月日

（注：

特别提醒所有答案一律写在答题纸上，直接写在试题或草稿纸上的无效！

）

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高分子物理部分

1、什么叫构象？

试从高聚物的分子构象来说明高弹态和取向态的形态特征。

（15分）

2、写出下列术语的英文名称：

1）数均分子量2）重均分子量3）分子量分布，简述高聚物的重均分子量与其熔体粘度的关系。

（15分）

3、与小分子溶液相比较，高分子溶液性质有哪些特点？

何谓理想溶液？

高分子稀溶液为理想溶液的条件是什么？

（15分）

4、非晶态高聚物、非极性晶态高聚物、极性晶态高聚物和交联高聚物的溶解或溶胀有什么特点？

（15分）

5、试用四元件模型（Maxwell模型和Kelvin模型的串联）描述线性高聚物的蠕变模型。

（15分）

高分子化学部分

一、简答题（共22分）

1、根据名称写出下列聚合物的重复结构单元的化学结构简式。

（5分）

（1）聚四氟乙烯

（2）涤纶（3）聚异戊二烯（4）马来酸酐与醋酸2-氯烯丙基酯（自由基聚合）（5）聚碳酸酯

2、功能高分子有哪两种主要的制备方法？

（2分）试设计一种两端带有羟基的大分子试剂。

（2分）

3、简述悬浮聚合和乳液聚合的主要不同之处。

（5分）

4、什么是单体的竞聚率？

（1分）若分别以r1、r2代表单体M1和M2的竞聚率，则当r1=r2=0和r1>1、r2>1时，各得到何种类型的聚合物？

（4分）

5、均相茂金属催化剂近年来发展迅速，其三个主要优点是什么？

（3分）

二、图解题（共18分）

1、对于常规的自由基本体聚合反应，试画出体系中自由基浓度随着单体转化率变化的曲线，并简要说明作图的依据。

（8分）

2、假设某一自由基聚合反应同时存在偶合终止和歧化终止，试以聚合度为横坐标、质量分布（Wx/W）为纵坐标作图，说明两种终止方式对聚合物质量分布曲线的影响。

（4分）

3、画出聚α-烯烃的立构图像。

（6分）

三、资料题（共35分）

（一）阅读以下材料，根据短文内容回答问题1-5。

（13分）

甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯（简称MS共聚物）是制备透明高抗冲速率MBS的原料，MS共聚物的折光率可通过调节甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯的组成而改变，因此化学组成的均一性是重要的指标。

实验室合成化学组成均一的MS的过程如下：

在装有搅拌器、温度计、回流冷凝器和氮气导管的500ml四颈瓶中，加入150ml蒸馏水、100g浆状碳酸镁，开动搅拌使碳酸镁分散均匀，并快速加热到95℃。

0.5h后，在氮气保护下冷却系统到70℃。

一次性向反应瓶内加入用氮气除氧后的单体混合液（28g甲基丙烯酸甲酯，33g苯乙烯和0.6g过氧化苯甲酰）。

通入氮气，开动搅拌，控制转速在1000-1200rpm，烧瓶内温度保持在70-75℃。

1h后，取少量烧瓶内的液体滴入盛有清水的烧杯，若有白色沉淀生成，则可以将反应体系缓慢升温到95℃，继续反应3h，使珠状产物进一步硬化。

结束后，将反应混合物上层清液倒出，加入适量稀硫酸，使pH值达到1-1.5，待大量气体冒出，静止30分钟，倾去酸液。

用大量的蒸馏水洗涤珠状物至中性。

过滤、干燥、称重，计算产率。

1、本实验采用的是自由基聚合的四大聚合方法中的哪一种？

（2分）

2、为什么选择28g甲基丙烯酸甲酯和33g苯乙烯的投料比？

（已知竞聚率rMMA=0.46,rSt=0.52）（5分）

3、通入氮气的目的是什么？

（2分）

4、反应1h后，取少量烧瓶内的液体滴入盛有清水的烧杯，若有白色沉淀生成，则可以将反应体系缓慢升温到95℃，这样做的理由是什么？

（2分）

5、怎样检验合成的MS的化学组成是否符合所要求的均一性？

（2分）

（二）、阅读下列英文材料，回答6-8题。

（16分）

Overthepastdecades,chemistshavecontinuouslyexplorednovelsyntheticapproachesforthepreparationoffunctionalpolymersandmaterialswithimprovedproperties.Variouswell-knownreactionsinthefieldoforganicchemistryhavebeentransformedintopolymerchemistry,whichhasledtothedevelopmentof,forinstance,atomtransferradicalpolymerization（ATRP）fromtheatomtransferradicaladditionreaction.Thedevelopmentandtheperfection（优化）ofavarietyofotherliving/controlledpolymerizationtechniqueshasenabledthesynthesisofalargevarietyofwell-defined（co）polymerstructuresasdepictinginFig.1.

Fig.1Schematicoverviewofselected（co）polymerarchitectures

Inthisrespect,theconceptofclickchemistrythatwasintroducedbySharplessseemstobetheidealmethodtocoupleperformedpolymerstructures.Clickchemistrycomprisesanumberoforganicheteroatom（杂原子）couplingproceduresthatcomplywiththestringentcriteriaasdefinedbySharpless.Thepreparationofwell-definedpolymericbuildingblockswithoneortwoazide（叠氮化合物）and/oralkyne（炔烃）functionalizedatthechain-endhasreceivedsignificantattentioninthelastseveralyears,wherebyespeciallytheATRPmechanismwasoftenexploitedforthesynthesisofazide-functionalizedpolymersbyexchangeofthehalogenchainendsusingsodiumazide（Fig.2）.Theresultingwell-definedazidefunctionalizedpolymershavebeenusedforthequantitativepreparationofpolymerswithotherwisedifficultyaccessiblefunctionalgroupsatthechainendsviaclickchemistry.ThisapproachwasexploredbyLutzetal.fortheend-functionalizationofPS.Thecopper（I）catalyzedcycloaddition（环加成）ofseveralfunctionalacetylenes（乙炔）withazido-PSallowedthequantitativeformationofPSend-functionalizedwithaprimaryalcohol,acarboxylicacidoravinylicgroupasdepictedinFig.2.

Fig.2Preparationofend-chainfunctionalizedPSviaacombinationofATRPandclickchemistry

5、写出图1中各种聚合物的中文名字。

（6分）

6、写出图2中与

相对应的化学结构。

（8分）

7、写出ATRP和clickchemistry的中文名称。

（2分）

（三）下面是近期发表在Macromolecules杂志上的研究论文中作者给出的聚合物结构的表征结果。

请根据图回答问题9和10。

9、图（a）和（c）、（d）分别是什么光谱学手段？

（4分）

10、图（b）是用什么表征手段得到的？

（2分）

高分子物理部分

1、什么叫构象？

试从高聚物的分子构象来说明高弹态和取向态的形态特征。

（15分）

【考查重点】

这是考查第一章的知识点，同时与第二章聚集态和第七章力学性质的相关知识相结合，须注意的是，对高物的考查会各章相互结合，而不一定是单独考查，考生须整体把握。

【答案解析】

构象：

由单键内旋转而构成的不同形态。

高弹态：

当非晶态的分子处于高弹态时，其分子中的链段能通过链段间的单键发生内旋转而不断改变构象，表现为链段的翻转，使分子处于不同的构象形态。

取向态：

高分子在外力作用下，链段受到内应力的作用使分子沿外力方向上发生有序规则的排列，表现为链段的翻转和大分子的规则运动，形成规则的堆砌结构。

在这个过程中，分子的构象时刻发生改变，由于构象的变化使分子有利于规则堆砌。

2、写出下列术语的英文名称：

1）数均分子量2）重均分子量3）分子量分布，简述高聚物的重均分子量与其熔体粘度的关系。

（15分）

【考查重点】

这是考查第四、五章的关于分子量及其分布的问题，同时还结合第六章的熔体流动的知识点进行提问，这再次反映出对高物的考查会各章相互结合。

【答案解析】

（a）numberaveragemolecularweight

（b）weightaveragemolecularweight

（c）molecularweightdistribution

高聚物的重均分子量小于临近分子量Mc时，高聚物熔体粘度与重均分子量的1---1.5次方成正比，当高聚物的重均分子量超过临界分子量Mc时，高聚物熔体粘度与重均分子量的3.4次方成正比。

对此分段直线变化的解释：

由于链的缠结作用引起了流动单元的变化，Mc可视为发生链缠结时的最小重均分子量。

MwMc时，链缠结使流动单元变大，流动阻力增加。