Примеры решения задач
Пример 32.1. Чему равна степень полимеризации изобутилена при получении полиизобутилена с молекулярной массой 56280?
Решение. Полиизобутилен (полимер) получается реакцией полимеризации изобутилена (мономера), реакция представлена схемой:
СН3
n
CH2=C
– CH3
– CH2
– C –
CH3 CH3 n
изобутилен полиизобутилен
Степень полимеризации n показывает, какое число молекул мономера вступает в реакцию полимеризации. Молекулярная масса изобутилена 56, средняя молекулярная масса полимера 56280. Следовательно, степень полимеризации
n = 56280 / 56 = 1005
Пример 32.2. Составить уравнение реакции сополимеризации бутена-1
(
CH2=CH–CH2–CH3)
и стирола CH2=CH,
если число молекул бутена-1 и
C6H5
стирола, входящих в состав макромолекул, находятся в соотношении 2:1.
Решение. Сополимеризация – это реакция полимеризации, в которой участвуют молекулы разных мономеров. В данном случае одним мономером является бутилен, другим стирол. Уравнение реакции сополимеризации имеет вид:
n
(CH2=CH–CH2–CH3
+ CH2=
CH + CH2=CH–CH2–CH3)
®
C6H5
®
(–CH2–CH–CH2–CH–CH2–CH–)
n
C2H5 C6H5 C2H5
Пример 32.3. Составить схему реакции поликонденсации ацетальдегида с фенолятом натрия, считая, что на 2 моль фенолята натрия приходится 1 моль ацетальдегида.
Решение. Поликонденсация – это реакция синтеза полимера из мономеров, имеющих две или несколько функциональные группы, сопровождающаяся образованием низкомолекулярных продуктов (H2O, NH3 и др.)
Данная реакция поликонденсации может быть представлена схемой:
Задачи
№ 32.1. Для получения синтетического волокна “нитрон” в качестве мономера используют акрилонитрил CH2=CH–CN. Составить уравнение полимеризации этого мономера.
№ 32.2. Написать уравнение реакции полимеризации формальдегида и определить степень полимеризации в реакции получения полиформальдегида со средней молекулярной массой 45000. (Ответ: 1500).
№ 32.3. Написать уравнение реакции получения политетрафторэтилена (фторпласта-4) и определить среднюю молекулярную массу полимера, если степень полимеризации равна 1200. (Ответ: 120000).
№ 32.4. Составить уравнение реакции сополимеризации пропилена и изобутилена. Вычислить степень полимеризации, если полимер имеет молекулярную массу 160000. (Ответ: 1600).
№ 32.5. Составить уравнение реакции получения полихлорвинила, если в качестве исходного вещества взяли ацетилен.
№ 32.6. Муравьиный альдегид вступает в реакцию поликонденсации с мочевиной CO(NH2)2 и образует синтетическую карбамидную смолу. Написать уравнение реакции поликонденсации, считая, что на 2 моль мочевины необходим 1 моль формальдегида.
№ 32.7. Написать структурную формулу винилацетата. Привести схему полимеризации этого соединения.
№ 32.8. Привести схему сополимеризации акрилонитрила CH2=CH−СN и винилацетата.
№ 32.9. Привести схему получения полимера при реакции сополимеризации стирола и акрилонитрила.
№ 32.10. Написать структурную формулу метакриловой кислоты. Какое соединение получается при взаимодействии ее с метанолом? Написать уравнение реакции. Составить схему полимеризации образующегося продукта.
№ 32.11. Составить схему поликонденсации адипиновой кислоты C4H8(COOH)2 и гексаметилендиамина (NH2)2(CH2)6 .
№ 32.12. Как можно получить винилхлорид, имея карбид кальция, хлорид натрия, серную кислоту и воду? Написать уравнения соответствующих реакций. Составить схему полимеризации винилхлорида.
№ 32.13. Полимером какого непредельного диенового углеводорода является натуральный каучук? Написать структурную формулу этого углеводорода и реакцию его полимеризации.
№ 32.14. Составить схему сополимеризации бутадиена и стирола.
№ 32.15. Для получения синтетического волокна “энант” в качестве мономера используют аминоэнантовую кислоту NH2–(CH2)6–COOH. Составить схему поликонденсации аминоэнантовой кислоты.
№ 32.16. Составить схему сополимеризации изопрена и изобутилена.
№ 32.17. Написать уравнение реакции поликонденсации карбамида CO(NH2)2 с уксусным альдегидом, исходя из того, что с каждыми 3 моль карбамида вступают в реакцию 2 моль альдегида.
№ 32.18. При взаимодействии этилакриловой кислоты CH2=C(C2H5)–COOH с пропиловым спиртом C3H7OH образуется пропилэтилакрилат. Написать реакцию его получения и полимеризации. Какая масса полимера получится в результате реакции, если степень полимеризации равна 32? (Ответ: 4992).
№ 32.19. Написать уравнение реакции получения метилового эфира метакриловой кислоты и реакцию полимеризации его в полиметилметакрилат. Определить среднюю молекулярную массу полимера, если степень полимеризации равна 150. (Ответ: 13200).
№ 32.20. Волокно “лавсан” является продуктом поликонденсации терефталевой кислоты C6H4(COOH)2 и этиленгликоля. Соотношение между числом молекул терефталевой кислоты и этиленгликоля 2:1. Изобразить строение структурного звена этого полимера.