2021年廣東工業大學材料與能源學院833高分子化學考研全套資料
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考研真題及答案
第1章緒論
1.1複習筆記
一、高分子的基本概念
1.高分子
高分子是指由千百個原子彼此以共價鍵結合形成的相對分子質量特別大、具有重複結構單元的化合物。
2.單體
單體是指能夠聚合形成高分子化合物的低分子化合物,即聚合物的合成原料。
3.結構單元、單體單元、重複單元
(1)結構單元是指構成高分子鏈並決定高分子性質的最小結構單位;
(2)單體單元是指聚合物中與單體化學組成相同而鍵合電子狀態不同的結構單位;
(3)重複單元是指聚合物中組成和結構相同的最小單位。
4.聚合度
(1)表示法
①
以大分子鏈中的結構單元數目表示,記作
;
②
以大分子鏈中的重複單元數目表示,記作
。
(2)關係式
①由一種結構單元組成的高分子
式中M是高分子的分子量;M0是結構單元的分子量。
②由兩種結構單元組成的高分子
式中M0是兩種結構單元的平均分子量。
5.三大合成材料
(1)合成樹脂和塑料;
(2)合成纖維;
(3)合成橡膠。
二、聚合物的分類和命名
1.分類
(1)按單體來源
天然高分子、合成高分子、改性高分子。
(2)按材料性能和用途
合成樹脂和塑料、合成橡膠、合成纖維、塗料、膠粘劑、功能高分子。
(3)按高分子主鏈結構
①碳鏈聚合物
大分子主鏈完全由碳原子組成。
②雜鏈聚合物
大分子主鏈中除碳原子外,還有氧、氮、硫等雜原子。
③元素有機聚合物
大分子主鏈中沒有碳原子,主要有矽、硼、鋁和氧、氮、硫、磷等原子,但側基多半是有機基團。
④無機高分子
主鏈和側基均無碳原子。
(4)按熱行為
①熱塑性聚合物
可溶於適當的溶劑,加熱時熔融塑化,冷卻時固化成型,能夠重複加工成型,如滌綸、尼龍等。
②熱固性聚合物
在加熱條件下發生交聯反應,形成網狀或體形結構,再加熱時不能熔融塑化,也不溶於溶劑,如酚醛樹脂、硫化橡膠等。
2.命名
命名方法包括單體來源命名法和系統命名法。
三、聚合反應
由低分子單體合成聚合物的反應總稱為聚合反應。
1.按單體-聚合物結構變化分類
(1)縮聚
縮聚反應是指官能團單體多次縮合形成聚合物的反應,產物除縮聚物外,還有水、醇、氨或氯化氫等低分子副產物。
(2)加聚
加聚反應是指烯類單體
鍵斷裂進而加成聚合的反應。加聚物結構單元的元素組成與單體相同,僅電子結構有所變化。
(3)開環聚合
開環聚合是指環狀單體
鍵斷裂進而聚合形成線形聚合物的反應。
2.按聚合機理和動力學分類
(1)逐步聚合
①定義
逐步聚合是指單體所帶的兩種不同官能團間發生化學反應並生成高聚物的聚合反應。
②特徵
a.低分子轉變成高分子是逐步緩慢進行的,各步反應速率和活化能大致相同;
b.反應早期,單體很快聚合成二、三、四聚體等中間產物,後續反應在這些低聚體間進行;
c.大部分縮聚反應都屬於逐步聚合;
d.單體通常是含有官能團的化合物;
e.分子量隨時間逐步增大,短期內單體轉化率很高,但基團的反應程度很低;
f.聚合體系由單體和分子量遞增的系列中間產物組成。
(2)連鎖聚合
連鎖聚合是指由活性中心引發單體迅速連鎖增長的聚合反應。
②類型
連鎖聚合從活性種開始,活性種可以是自由基、陰離子或陽離子,根據活性種的不同,連鎖聚合可以分為自由基聚合、陰離子聚合和陽離子聚合。
a.聚合過程由鏈引發、鏈增長、鏈終止等基元反應組成,各基元反應的速率和活化能差別很大;
b.鏈引發是活性種的形成,活性種與單體加成,使鏈迅速增長,活性種的破壞就是鏈終止;
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