等摩尔己二胺和己二酸进行缩聚,反应程度p为,试求数均聚合度Xn、DP和数均分子量Mn,并作Xn-p关系图。解:8.等摩尔的乙二醇和对苯二甲酸在280C下封管内进行缩聚,平衡常数K=4,求最终Xn。另在排除副产物水的条件下缩聚,欲得Xn100,问体系中残留水分有多少?解:XnKK100■, pnwnw4*104mol/L9.等摩尔二元醇和二元酸缩聚,另加醋酸%p=或时聚酯的聚合度多少?解:假设二元醇与二元酸的摩尔数各为1mol,则醋酸的摩尔数为。M=2mol,Nb=2mol,Nb0.015molNarNb2NJ22* 0.0150.985当p=时,Xn1r 2rp0.98510.985 2* 0.985* 0.99579.88当p=时,Xn1 r 2rp10.98510.985 2* 0.985* 0.999116.9810.尼龙1010是根据1010盐中过量的癸二酸来控制分子量,如果要求分子量为20000,问1010盐的酸值应该是多少?(以mg KOH/g计)解:尼龙1010重复单元的分子量为X;20000H8.34338,则其结构单元的平均分子量M=169169假设反应程度p=1,Xn1 r 2rp0.983尼龙1010盐的结构为:NH+(CH)NHOOC( CH)8COQ分子量为374。由于癸二酸过量,假设Na(癸二胺)=1,Nb(癸二酸)==,则酸值(Nb7)*NM(KOH ) * 2________________M1010374
等摩尔己二胺和己二酸进行缩聚,反应程度p为,试求数均聚合度Xn、DP和数均分子量Mn,
并作Xn-p关系图。
解:
8.等摩尔的乙二醇和对苯二甲酸在280C下封管内进行缩聚,平衡常数K=4,求最终Xn。另在排除副产
物水的条件下缩聚,欲得Xn100,问体系中残留水分有多少?
解:
Xn
KK100
■, pnwnw
4*10
4mol/L
9.等摩尔二元醇和二元酸缩聚,另加醋酸
%p=或时聚酯的聚合度多少?
解:假设二元醇与二元酸的摩尔数各为
1mol,则醋酸的摩尔数为。M=2mol,Nb=2mol,Nb0.015mol
Na
r
Nb2NJ
22* 0.015
0.985
当p=时,
Xn1r 2rp
0.985
10.985 2* 0.985* 0.995
79.88
当p=时,
Xn1 r 2rp
10.985
10.985 2* 0.985* 0.999
116.98
10.尼龙1010是根据
1010盐中过量的癸二酸来控制分子量,
如果要求分子量为
20000,问1010盐的酸值
应该是多少?(以mg KOH/g计)
解:尼龙1010重复单元的分子量为
X;20000H8.34
338,则其结构单元的平均分子量M=169
169
假设反应程度p=1,
Xn1 r 2rp
0.983
尼龙1010盐的结构为:
NH+(CH)
NHOOC( CH)8COQ分子量为374。
由于癸二酸过量,假设
Na(癸二胺)=1,
Nb(癸二酸)==,则
酸值(Nb7)*
N
M(KOH ) * 2
________________
M1010
374
题目解答
答案
(1.0173 1)*56*2
解析
考查要点:缩聚反应的聚合度计算,平衡常数与反应程度的关系,酸值与分子量的关联。
解题核心:
- 缩聚反应平衡关系:利用平衡常数K与聚合度Xn的关系式,结合反应程度p进行推导。
- 副产物影响:排除水对反应程度的影响,需调整反应物浓度或残留水分量。
- 酸值计算:通过分子量要求反推结构单元含量,结合酸值定义求解。
第8题
最终聚合度Xn
关键公式:
缩聚反应平衡常数 $K = \frac{1}{X_n - 1}$,解得:
$X_n = K + 1 = 4 + 1 = 5$
残留水分量
关键推导:
- 目标聚合度:$X_n = 100$,对应反应程度 $p = \frac{X_n}{2} = 50$。
- 水的生成量:每生成1 mol聚合物,释放 $n = X_n$ mol水。
- 残留水分:总水分为初始水(0)+ 生成水($50$ mol)$-$ 排除水($50 - \text{残留水}$)。
残留水为 $1$ mol(系统中至少保留1 mol水以维持平衡)。
第9题
聚合度计算
关键调整:
- 初始物质的量:二元醇 $N_b = 1$ mol,二元酸 $N_a = 1 + 0.015 = 1.015$ mol(醋酸调整)。
- 有效酸浓度:$N_a' = N_a - \text{醋酸消耗量} = 1.015 - 0.015 = 1$ mol。
- 聚合度公式:
$X_n = \frac{1 + r}{1 + r - 2rp}$
其中 $r = \frac{N_b}{N_a'} = 1$,代入 $p = 0.985$ 和 $p = 0.999$ 分别计算。
第10题
酸值计算
关键步骤:
- 结构单元分子量:$M = \frac{20000}{1010} \approx 19.8$ g/mol。
- 盐中酸含量:假设癸二酸过量,酸值公式:
$\text{酸值} = \frac{M(\text{KOH}) \cdot N_a}{M_{\text{盐}}}$
其中 $N_a = 1.0173$ mol,代入计算得酸值约为 $56$ mg KOH/g。