第第十十六六章章 高高分分子子化化合合物物 16.1简述高分子化合物与低分子化合物的区别。 答：高分子化合物：相对分子质量大，具有多分散性；由一种或几种单体聚合而成，常温 处于固态，有良好的机械强度、可塑性、绝缘性、耐腐蚀性、弹性。结构上有线型和体型 之分。 低分子化合物：相对分子质量小，一般在1000以下；常温下有气态、液态、固态之分， 并无上述高分子化合物的特性。此外，溶解性、熔融性、溶液的行为和结晶性等方面，高分 子和低分子化合物也有很大的差别。 16.2解释下列概念：单体、链节、链段、聚合度、相对分子质量的多分散性、加聚反应、 缩聚反应。 答：单体：能聚合成高分子化合物的低分子化合物。 链节：组成高分子链的重复结构单元。 链段：组成高分子链的多个链节。 聚合度：链节的数目。 相对分子质量的多分散性：指高分子化合物的相对分子质量大小不等的现象。 加聚反应：由一种或两种以上不同的单体化合成高聚物的反应.在反应过程中没有低 分子物质析出，生成的高分子化合物与单体具有相同的化学组成。 缩聚反应：由一种或两种以上不同的单体化合成高聚物的反应，在反应过程中有低 分之物质（如水、卤化氢、氨、醇等）析出。 16.3写出下列单体的聚合反应式和单体、聚合物的名称。 (1) CF 2 CF 2 （2） CH CH 2 CH 2 CH 2 CO CH 2 CH 2 CO NH HO(CH 2 ) 5 COOH H 2 NC(CH 2 ) 10 NH 2 HOOC(CH 2 ) 8 COOH (3) (4) (5) + 答： HO(CH 2 ) 5 COOH H 2 NC(CH 2 ) 10 NH 2 HOOC(CH 2 ) 8 COOH CF 2 CF 2 (NH 4 ) 2 S 2 O 8 CF 2 CF 2 n CH CH 2 CH CH 2 n CH 2 CH 2 CO CH 2 CH 2 CO NH OH 2 NH(CH 2 ) 6 CO n O(CH 2 ) 5 CO n OHH OH 2 NH(CH 2 ) 10 NHCO(CH 2 ) 8 CO n H OH OH 2 (4) (5) + (1) n 加压 四氟乙烯 聚四氟乙烯 （2）n 过氧化二苯甲酰 80～90 ℃ 苯乙烯 聚苯乙烯 (3) 250℃ ℃ ε -己内酰胺 （己内酰胺） 聚己内酰胺 （尼龙－6） n + (n-1) ω -羟基己酸 聚ω -羟基己酸酯 n n 200～250 1MPa + (2n-1) 癸二胺癸二酸 聚癸二酰癸二胺（尼龙－1010） 16.4 解释对叔丁基苯酚与甲醛缩合得到的树脂只能是线型结构，而且能溶于油。 答：对叔丁基苯酚的对位为叔丁基占据，只有邻位上的氢可与甲醛缩合，因此它与甲醛缩合 得到的树脂只能是线型结构。又因为缩合所得产物中每一个结构单元都有叔丁基，从而 增加其油溶性。 16.5试以乙炔为原料合成下列高分子化合物。 （1）聚氯乙烯 （2）聚丙烯腈 （3）聚乙烯腈 （4）氯丁橡胶（5）丁腈橡胶 HgSO 4 CH 2 CH OOCCH 3 CH CH CH 3 COOH CH 2 CH OOCCH 3 CH 2 CH OOCCH 3 n NaOH,H 2 O CH 2 CH OH n CH 2 CH OOCCH 3 n CH 3 COONa CH CH CH 3 COOH CuCl 2 NH 4 Cl CH 2 CH C CH CH 2 CH C CH ClH CH 2 CH CH 2 C CH 2 CH Cl CH 2 C CH 2 CH Cl CH 2 C n Cl CH CH CH CH CuCl 2 NH 4 Cl CH 2 CH C CH CH 2 CH C CH Na, NH 3 CH 2 CH C CH 2 CH 2 CH C CH 2 CH 2 CH CN CH 2 CH C CH 2 CH 2 CH n CN 75～80℃ (3) + n 引发剂 + n (4) + + n 引发剂 36～38℃ (5) + n + 引发剂 35℃ 16.6 若聚己二酰己二胺的酰胺键上的氢原子被甲基取代，所得的产物的Tg值比聚己二酰己 二胺高还是低？简要说明原因。 答：聚己二酰己二胺的酰胺键上的氢原子被甲基取代后，所得的产物的Tg值比聚己二酰己 二胺低。因为聚己二酰己二胺主链上的酰胺键提供形成分子链间氢键的条件，使其具有结晶 性，链段运动较困难，整个分子运动就更加困难，玻璃态和高弹态相互转化的温度Tg要高 些。若将酰胺键上的氢原子被甲基取代，由于分子间不能再形成氢键，链段运动较容易，整 个分子运动也容易得多，这样其Tg也就低些。 16.7写出离子交换树脂制备无离子水的化学方程式。 答：现以磺酸型和季铵型离子交换树脂为例来说明。普通水通过阳离子交换树脂时，水中的 金属离子Ca 2+ 、Mg 2+ 、Na + 等便与树脂中的H＋交换进入树脂中，流出的水便含有酸；然后 将含酸的水再通过强碱型阴离子交换树脂，则阴离子Cl - 、HCO 3 - 等被除去，流出的水便是 无离子的水了。反应式如下： SO 3 H Na Cl(Ca Mg )R SO 3 NaR (Ca Mg ) ClH R N (CH 3 ) 3 OH ClH R N (CH 3 ) 3 Cl OH 2 R + - + + - 2+ 2+ - + 2+ 2+ + + _ + + _ + 其中代表高分子化合物骨架 16.8 合成橡胶主要有那几种？它们各自的特点是什么？ 答：合成橡胶主要有四种：即顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶和氯丁橡胶。它们各自的特点 如下： （1） 顺丁橡胶：由1，3－丁二烯在齐格勒催化剂四碘化钛和三异丁基铝的作用下，基本 上按1，4－加成方式聚合，产品的各链节为顺式结构。 它的特点是弹性好、耐磨、低温性能好、耐老化。可用于制造各种橡胶制品。 （2） 丁苯橡胶：1，3－丁二烯和苯乙烯一起，在过氧化物引发下共聚而得。 它的特点是具有良好的耐老化性、耐油性、耐热性和耐磨性，比天然橡胶质地均匀， 并能与天然橡胶以任何比例混用。主要用于制造轮胎和其他橡胶制品。 （3） 丁腈橡胶：1，3－丁二烯和丙烯腈在过氧化物引发下共聚的产物。 它的特点是耐油，主要用于制造各种耐油橡胶制品。 （4） 氯丁橡胶：2－氯－1，3－丁二烯在过硫酸钾的催化下聚合的产物。 它的特点是耐油性、耐老化和化学稳定性都比天然橡胶强，用于制造轮胎、运输皮 带等。