2025年大學(xué)高分子材料與工程（高分子合成）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：每題只有一個正確答案，請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。(總共10題，每題3分)1.以下哪種引發(fā)劑不屬于自由基聚合引發(fā)劑？（）A.過氧化物B.偶氮化合物C.有機(jī)金屬化合物D.氧化還原體系2.自由基聚合反應(yīng)中，鏈增長反應(yīng)的速率常數(shù)（）鏈引發(fā)反應(yīng)的速率常數(shù)。A.遠(yuǎn)大于B.遠(yuǎn)小于C.等于D.不確定3.乳液聚合的特點(diǎn)不包括（）A.聚合反應(yīng)速度快B.聚合物分子量高C.散熱容易D.產(chǎn)物純凈4.陽離子聚合的引發(fā)劑通常是（）A.親核試劑B.親電試劑C.自由基D.兩性化合物5.陰離子聚合的活性中心是（）A.碳陽離子B.碳陰離子C.自由基D.兩性離子6.下列哪種單體不能進(jìn)行陰離子聚合？（）A.苯乙烯B.甲基丙烯酸甲酯C.氯乙烯D.丙烯腈7.逐步聚合反應(yīng)的特征是（）A.聚合過程中無小分子生成B.聚合反應(yīng)速率快C.聚合物分子量隨反應(yīng)時間逐步增大D.鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止等基元反應(yīng)明顯8.體型縮聚反應(yīng)中，凝膠點(diǎn)的出現(xiàn)意味著（）A.反應(yīng)停止B.聚合物開始交聯(lián)形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)C.聚合物分子量達(dá)到最大值D.反應(yīng)速率急劇下降9.以下哪種方法不屬于高分子合成的聚合方法？（）A.本體聚合B.溶液聚合C.沉淀聚合D.加成聚合10.自由基聚合反應(yīng)中，鏈終止方式不包括（）A.偶合終止B.歧化終止C.向單體轉(zhuǎn)移終止D.向引發(fā)劑轉(zhuǎn)移終止第II卷（非選擇題共70分）1.填空題：(總共5題，每題4分)（1）自由基聚合的引發(fā)劑分解產(chǎn)生自由基的過程稱為______。（2）乳液聚合中，乳化劑的作用是降低______，使單體在水中形成穩(wěn)定的乳液。（3）陽離子聚合的活性中心容易發(fā)生______反應(yīng)，導(dǎo)致聚合物分子量分布變寬。（4）逐步聚合反應(yīng)中，官能團(tuán)等活性理論的含義是官能團(tuán)的反應(yīng)活性與______無關(guān)。（5）體型縮聚反應(yīng)中，當(dāng)反應(yīng)程度達(dá)到______時，體系開始出現(xiàn)凝膠化現(xiàn)象。2.簡答題：(總共3題，每題10分)（1）簡述自由基聚合反應(yīng)的一般歷程。（2）比較本體聚合、溶液聚合、乳液聚合和懸浮聚合的優(yōu)缺點(diǎn)。（3）說明逐步聚合反應(yīng)的分類及特點(diǎn)。3.論述題：(總共1題，20分)闡述影響高分子合成反應(yīng)速率和聚合物分子量的因素，并舉例說明。4.材料分析題：材料：在高分子合成實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)采用自由基聚合方法制備聚苯乙烯。實(shí)驗(yàn)過程中，他發(fā)現(xiàn)聚合反應(yīng)速率較慢，聚合物分子量也較低。經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)引發(fā)劑用量不足，單體純度不夠，反應(yīng)溫度偏低。問題：請分析引發(fā)劑用量不足、單體純度不夠和反應(yīng)溫度偏低對聚合反應(yīng)速率和聚合物分子量的影響，并提出改進(jìn)措施。(每題10分)5.計(jì)算題：已知某體型縮聚反應(yīng)體系中，兩種官能團(tuán)的物質(zhì)的量之比為1:1.2，反應(yīng)程度p=0.9。求該體系的凝膠點(diǎn)pc。(10分)答案：第I卷1.C2.A3.D4.B5.B6.C7.C8.B9.D10.D第II卷1.（1）引發(fā)反應(yīng)（2）表面張力（3）鏈轉(zhuǎn)移（4）分子鏈長短（5）凝膠點(diǎn)2.（1）自由基聚合反應(yīng)一般包括鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止和鏈轉(zhuǎn)移等基元反應(yīng)。鏈引發(fā)是引發(fā)劑分解產(chǎn)生自由基；鏈增長是自由基與單體加成形成新的自由基；鏈終止是自由基相互作用使鏈增長終止；鏈轉(zhuǎn)移是自由基向其他分子轉(zhuǎn)移，產(chǎn)生新的自由基繼續(xù)反應(yīng)。（2）本體聚合優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)物純凈、聚合速率快，缺點(diǎn)是散熱困難、易產(chǎn)生爆聚；溶液聚合優(yōu)點(diǎn)是散熱容易、可連續(xù)生產(chǎn)，缺點(diǎn)是產(chǎn)物純度低、聚合速率慢；乳液聚合優(yōu)點(diǎn)是聚合反應(yīng)速度快、聚合物分子量高、散熱容易，缺點(diǎn)是產(chǎn)物不純、后處理復(fù)雜；懸浮聚合優(yōu)點(diǎn)是散熱容易、產(chǎn)物呈珠狀易分離，缺點(diǎn)是產(chǎn)物中可能含有分散劑。（3）逐步聚合反應(yīng)分為線型縮聚和體型縮聚。線型縮聚特點(diǎn)是聚合過程中有小分子生成，聚合物分子量隨反應(yīng)時間逐步增大，反應(yīng)程度與聚合物分子量有關(guān)；體型縮聚特點(diǎn)是聚合過程中先形成線型聚合物，當(dāng)反應(yīng)程度達(dá)到一定值時，體系開始交聯(lián)形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)凝膠化現(xiàn)象。3.影響高分子合成反應(yīng)速率的因素有引發(fā)劑濃度、單體濃度、反應(yīng)溫度、溶劑等。引發(fā)劑濃度增加，反應(yīng)速率加快；單體濃度增加，反應(yīng)速率也加快；反應(yīng)溫度升高，反應(yīng)速率顯著加快；溶劑的性質(zhì)會影響反應(yīng)速率。影響聚合物分子量的因素有反應(yīng)程度、鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)、聚合方法等。反應(yīng)程度增加，聚合物分子量增大；鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)會降低聚合物分子量；不同聚合方法得到的聚合物分子量不同。例如自由基聚合中，增加引發(fā)劑用量可加快反應(yīng)速率，但可能因鏈轉(zhuǎn)移增多使聚合物分子量降低。4.引發(fā)劑用量不足會導(dǎo)致自由基產(chǎn)生量減少，聚合反應(yīng)速率減慢，聚合物分子量也會降低。因?yàn)樽杂苫鶖?shù)量少，與單體反應(yīng)的機(jī)會少，鏈增長難以充分進(jìn)行。單體純度不夠，其中的雜質(zhì)可能與自由基反應(yīng)或影響自由基活性，使反應(yīng)速率減慢，聚合物分子量降低。反應(yīng)溫度偏低，分子運(yùn)動減慢，自由基與單體碰撞幾率減小，反應(yīng)速率降低，聚合物分子量也會因鏈增長不完全而降低。改進(jìn)措施：增加引發(fā)劑用量至合適比例；提高單體純度，去除雜質(zhì)；升高反應(yīng)溫度至適宜范圍。5.根據(jù)體型縮聚凝膠點(diǎn)計(jì)算公式pc=2/(f1+f2)，其中f1、f2為官能團(tuán)的官能度。已知兩種官能團(tuán)物質(zhì)的量之比為1:1.