2025年聚合工藝考試題(附答案)一、單項選擇題（每題2分，共20題，40分）1.自由基聚合中，引發(fā)劑分解產生初級自由基的過程屬于（）A.鏈引發(fā)階段B.鏈增長階段C.鏈終止階段D.鏈轉移階段2.下列單體中，最易發(fā)生陰離子聚合的是（）A.苯乙烯（St）B.甲基丙烯酸甲酯（MMA）C.丙烯腈（AN）D.醋酸乙烯酯（VAc）3.懸浮聚合中，分散劑的主要作用是（）A.降低單體與水的界面張力，防止液滴合并B.提高反應體系的粘度，促進傳熱C.參與鏈增長反應，調節(jié)分子量D.吸收聚合熱，穩(wěn)定反應溫度4.縮聚反應中，若官能團摩爾比r=0.95（r為過量官能團摩爾數(shù)與不過量官能團摩爾數(shù)之比），反應程度p=0.98時，數(shù)均聚合度Xn為（）A.19B.38C.57D.765.乳液聚合中，“膠束成核”發(fā)生在（）A.階段Ⅰ（增速期）B.階段Ⅱ（恒速期）C.階段Ⅲ（降速期）D.誘導期6.本體聚合工藝中，凝膠效應（自動加速現(xiàn)象）的本質是（）A.引發(fā)劑分解速率加快B.單體濃度升高C.鏈終止反應受擴散控制，終止速率下降D.鏈增長活化能降低7.下列聚合方法中，最適合制備高純度、無殘留溶劑聚合物的是（）A.溶液聚合B.懸浮聚合C.本體聚合D.乳液聚合8.離子聚合中，活性中心通常以“離子對”形式存在，溶劑極性增大時，離子對解離程度（）A.增大，聚合速率加快B.增大，聚合速率減慢C.減小，聚合速率加快D.減小，聚合速率減慢9.聚乙烯（PE）生產中，高壓法（自由基聚合）與低壓法（配位聚合）的主要區(qū)別是（）A.高壓法產物密度高，低壓法密度低B.高壓法產物支鏈少，低壓法支鏈多C.高壓法使用引發(fā)劑，低壓法使用催化劑D.高壓法反應溫度低，低壓法溫度高10.聚合反應中，分子量調節(jié)劑（如硫醇）的作用是（）A.提高引發(fā)劑效率B.終止鏈增長，控制分子量C.增加單體轉化率D.抑制鏈轉移反應11.苯乙烯-丁二烯橡膠（SBR）通常采用（）工藝生產A.溶液聚合B.懸浮聚合C.乳液聚合D.本體聚合12.聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）的合成屬于（）A.自由基縮聚B.逐步加成聚合C.體型縮聚D.線型縮聚13.聚合反應釜的傳熱系數(shù)主要取決于（）A.反應物料的粘度B.夾套或內盤管的換熱面積C.物料與傳熱介質的溫差D.攪拌器的類型和轉速14.氯乙烯（VC）懸浮聚合中，若分散劑用量過少，可能導致（）A.聚合物顆粒過細，易結塊B.聚合物顆粒過大，甚至粘釜C.聚合速率顯著降低D.產物分子量分布變窄15.下列引發(fā)劑中，屬于氧化-還原引發(fā)體系的是（）A.偶氮二異丁腈（AIBN）B.過硫酸鉀（KPS）-亞硫酸氫鈉（NaHSO3）C.過氧化二苯甲酰（BPO）D.三乙基鋁-四氯化鈦（AlEt3-TiCl4）16.聚合反應中，轉化率（C）與反應時間（t）的關系曲線呈“S”型，其拐點對應（）A.誘導期結束B.凝膠效應開始C.單體完全消耗D.鏈終止速率等于鏈增長速率17.聚氨酯（PU）合成的關鍵反應是（）A.異氰酸酯（-NCO）與羥基（-OH）的加成B.羧酸與胺的縮合C.烯烴的自由基聚合D.環(huán)氧化物的開環(huán)聚合18.丙烯配位聚合中，使用Ziegler-Natta催化劑的主要目的是（）A.提高聚合速率B.控制聚合物的立構規(guī)整性C.降低反應溫度D.減少副反應19.聚合工藝中，“后處理”步驟不包括（）A.脫除未反應單體B.干燥聚合物C.調節(jié)反應溫度D.造?；蚯衅?0.聚合反應失控的主要原因是（）A.單體純度過高B.引發(fā)劑用量不足C.聚合熱未及時移除，導致溫度驟升D.攪拌速率過快二、填空題（每空1分，共15空，15分）1.自由基聚合的基本反應包括鏈引發(fā)、鏈增長、______和______。2.縮聚反應的分子量控制通常通過______或______實現(xiàn)。3.乳液聚合的三個階段是增速期、______和______。4.懸浮聚合中，分散介質通常為______，分散劑分為______和______兩類。5.離子聚合根據(jù)活性中心電荷性質分為______和______。6.聚合反應釜的攪拌器類型主要有______、______和錨式攪拌器等。7.聚合物分子量分布寬窄可用______（PDI）表示，其值越______，分布越窄。三、判斷題（每題1分，共10題，10分）1.自由基聚合中，引發(fā)劑效率（f）總是小于1，因為存在誘導分解和籠蔽效應。（）2.縮聚反應中，延長反應時間可無限提高分子量。（）3.乳液聚合的特點是反應速率快且分子量高，主要因為乳膠粒內自由基濃度高。（）4.本體聚合的優(yōu)點是產物純度高，但傳熱困難，易發(fā)生局部過熱。（）5.陰離子聚合通常無終止反應，可通過添加終止劑（如水）控制聚合度。（）6.懸浮聚合的分散劑用量越多，聚合物顆粒越細，因此應盡可能多加。（）7.配位聚合中，催化劑的立體化學控制能力決定了聚合物的結晶度和力學性能。（）8.聚合反應中，單體轉化率達到100%時，反應速率降為0。（）9.溶液聚合中，溶劑的鏈轉移常數(shù)越大，聚合物分子量越高。（）10.聚合工藝中，氮氣置換的目的是去除體系中的氧氣，防止引發(fā)劑失活或單體氧化。（）四、簡答題（每題5分，共5題，25分）1.比較自由基聚合與縮聚反應的特征差異（至少列出4點）。2.簡述懸浮聚合中“顆粒形態(tài)控制”的關鍵因素及調控方法。3.乳液聚合中，為什么“恒速期”的聚合速率基本不變？4.配位聚合與自由基聚合的本質區(qū)別是什么？舉例說明配位聚合的典型產物。5.聚合反應中，如何通過工藝參數(shù)調節(jié)聚合物的分子量（至少列出3種方法）？五、計算題（10分）某自由基聚合體系中，單體濃度[M]=5mol/L，引發(fā)劑濃度[I]=0.01mol/L，引發(fā)劑分解速率常數(shù)kd=2×10??s?1，鏈增長速率常數(shù)kp=1×103L/(mol·s)，鏈終止速率常數(shù)kt=2×10?L/(mol·s)，引發(fā)劑效率f=0.8。假設為雙基終止，忽略鏈轉移。（1）計算聚合速率Rp；（2）計算動力學鏈長ν；（3）若體系中加入分子量調節(jié)劑（硫醇），其鏈轉移常數(shù)Cs=0.5，調節(jié)劑量[RSH]=0.001mol/L，計算此時的數(shù)均聚合度Xn（假設調節(jié)劑轉移為主要終止方式）。答案一、單項選擇題1.A2.C3.A4.B（公式：Xn=(1+r)/(1+r-2rp)，代入r=0.95，p=0.98，得Xn≈38）5.A6.C7.C8.A9.C10.B11.C12.D13.B14.B15.B16.B17.A18.B19.C20.C二、填空題1.鏈終止；鏈轉移2.控制官能團摩爾比；加入單官能團物質3.恒速期；降速期4.水；水溶性高分子；無機粉末5.陽離子聚合；陰離子聚合6.槳式；渦輪式7.多分散系數(shù)；小三、判斷題1.√2.×（縮聚存在平衡，分子量不能無限提高）3.√4.√5.√6.×（分散劑過量會導致顆粒過細，影響后處理）7.√8.×（單體耗盡后，可能仍有少量自由基反應）9.×（溶劑鏈轉移常數(shù)大，分子量降低）10.√四、簡答題1.自由基聚合與縮聚反應的特征差異：（1）機理：自由基聚合為鏈式反應（快引發(fā)、慢增長、速終止）；縮聚為逐步反應（官能團逐步反應，無活性中心）。（2）分子量：自由基聚合初期分子量即接近最終值，分子量隨時間變化??；縮聚分子量隨反應時間延長逐步增大。（3）轉化率：自由基聚合轉化率隨時間快速上升；縮聚轉化率（反應程度）需達到0.98以上才形成高分子。（4）產物結構：自由基聚合多為線型（無官能團反應）；縮聚可能生成線型或體型（如酚醛樹脂）。2.懸浮聚合顆粒形態(tài)控制的關鍵因素及方法：關鍵因素：分散劑種類與用量、攪拌速率、單體液滴大小、聚合溫度。調控方法：-分散劑：高分子分散劑（如PVA）形成保護膠膜，控制顆粒表面形態(tài)；無機分散劑（如CaCO3）吸附在液滴表面，防止合并。-攪拌速率：提高攪拌速率可減小液滴尺寸，得到更細顆粒；降低速率則顆粒增大。-溫度：高溫可能導致分散劑分解，液滴合并，需控制反應溫度穩(wěn)定。-單體組成：共聚單體的親水性差異會影響液滴界面張力，需調整配比。3.乳液聚合恒速期聚合速率基本不變的原因：恒速期（階段Ⅱ）中，乳膠粒數(shù)（N）恒定（單體液滴不斷向乳膠粒補充單體，乳膠粒數(shù)不再增加），自由基在乳膠粒內的生成與終止速率平衡，乳膠粒內單體濃度[M]p也基本恒定（由單體液滴提供）。根據(jù)乳液聚合速率公式Rp=kp[M]p(N/2NA)，kp、[M]p、N均不變，故Rp恒定。4.配位聚合與自由基聚合的本質區(qū)別及典型產物：本質區(qū)別：配位聚合通過催化劑（如Ziegler-Natta）的配位作用，使單體在活性中心上定向插入增長，控制聚合物的立構規(guī)整性；自由基聚合的活性中心為自由基，無定向控制，產物立構無規(guī)。典型產物：聚丙烯（等規(guī)聚丙烯，由配位聚合制得）、高密度聚乙烯（HDPE，由配位聚合制得）。5.調節(jié)聚合物分子量的工藝方法：（1）改變引發(fā)劑濃度：自由基聚合中，分子量與引發(fā)劑濃度平方根成反比，降低[I]可提高分子量。（2）添加分子量調節(jié)劑：如硫醇（鏈轉移常數(shù)大），通過鏈轉移反應終止增長鏈，調節(jié)劑量增加則分子量降低。（3）控制反應溫度：溫度升高，鏈轉移速率增加，分子量降低；反之，低溫可提高分子量（需注意引發(fā)劑分解速率）。（4）調整單體濃度：自由基聚合中，分子量與[M]成正比，提高[M]可增大分子量（如本體聚合比溶液聚合分子量高）。五、計算題（1）聚合速率Rp=kp(fkd[I]/kt)^(1/2)[M]代入數(shù)據(jù)：Rp=1×103×(0.8×2×10??×0.01/2×10?)^(1/2)×5=1×103×(8×10?1?)^(1/2)×5=1×103×(2.828×10??)×5≈1.414×10??mol/(L·s)（2）動力學鏈長ν=Rp/(2fkd[I])（雙基終止）ν=(1.414×10??)/(2×0.8×2×10??×0.01)=1.414×10??/(3.2×10??)=4418.75≈4419（3）加入調節(jié)劑后，數(shù)均聚合度Xn=ν/(1+Cs[RSH