国防科技大学高分子化学与物理考博真题

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国防科技大学高分子化学与物理考博真题（精选）

一、真题文本

二、答案解析（附考点定位、核心要点及学科价值）

高分子化学与物理核心解析

1. 阳离子交换树脂的合成反应式

• 考点定位：高分子功能化合成反应，是高分子化学的核心考点；
• 核心解析：
  合成过程分为两步：共聚交联和磺化功能化：
  （1）苯乙烯与二乙烯基苯的自由基共聚（交联）：
  \(n\text{CH}_2=\text{CH}-\text{C}_6\text{H}_5 + m\text{CH}_2=\text{CH}-\text{C}_6\text{H}_4-\text{CH}=\text{CH}_2 \xrightarrow{\text{引发剂}} \underset{\text{聚苯乙烯-二乙烯基苯交联共聚物}}{\left[-\text{CH}_2-\text{CH}(\text{C}_6\text{H}_5)-\right]_n\left[-\text{CH}_2-\text{CH}(\text{C}_6\text{H}_4-\text{CH}_2-\text{CH}-)-\right]_m}\)
  （2）浓硫酸磺化引入磺酸基（阳离子交换基团）：
  \(\text{交联共聚物} + \text{H}_2\text{SO}_4(\text{浓}) \rightarrow \underset{\text{阳离子交换树脂}}{\left[-\text{CH}_2-\text{CH}(\text{C}_6\text{H}_4-\text{SO}_3\text{H})-\right]_n\left[-\text{CH}_2-\text{CH}(\text{C}_6\text{H}_3(\text{SO}_3\text{H})-\text{CH}_2-\text{CH}-)-\right]_m}\)

2. 丁二烯的加成聚合及聚异戊二烯的性能差异

• 考点定位：共轭二烯的聚合构型及结构 - 性能关系，是高分子物理的核心考点；
• 核心解析：

  （1）丁二烯的加成聚合类型及构型异构体：

  丁二烯的加成聚合有 3 种方式，对应 3 种构型异构体：
  • 1,2 - 加成：双键在侧链，形成全同 / 间同 / 无规立构的聚丁二烯；
  • 顺式 1,4 - 加成：双键在主链，取代基（甲基）位于双键同侧；
  • 反式 1,4 - 加成：双键在主链，取代基位于双键异侧。
  （2）聚异戊二烯的性能差异原因：

  虽然两者\(T_g\)相近，但分子链的堆砌方式不同：
  • 顺式 1,4 - 聚异戊二烯：分子链呈无规线团状，堆砌松散，室温下分子链可自由运动，表现为橡胶的高弹性；
  • 反式 1,4 - 聚异戊二烯：分子链呈平面锯齿状，堆砌紧密，形成结晶区，室温下分子链运动受限，表现为塑料的刚性。

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