塑胶跑道材料化学计算题

塑胶跑道是一种以聚氨酯、乙烯基乙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物等为主要原料，以填料、增塑剂、稳定剂等为辅助材料，经过一系列工艺加工而成的一种高分子材料。它具有优异的耐磨性、耐候性、抗紫外线性能和防滑性能，被广泛应用于田径运动场、学校操场、健身房等场所。本文将通过化学计算题的形式，对塑胶跑道材料进行深入探讨。

一、聚氨酯的制备

聚氨酯是塑胶跑道材料的主要原料之一，其制备过程如下：

（1）将1.5 mol的异氰酸酯与1 mol的1,4-丁二醇在恒温条件下反应，生成聚酯多元醇。

（2）将聚酯多元醇与2 mol的异氰酸酯在恒温条件下反应，生成聚氨酯。

已知1,4-丁二醇的摩尔质量为90.12 g/mol，异氰酸酯的摩尔质量为116.16 g/mol，聚氨酯的摩尔质量为？（提示：聚氨酯的化学式为：[NHCOO(CH2)4OCONH(CH2)4O]n）

解：首先计算出1,4-丁二醇和异氰酸酯的摩尔质量：

1,4-丁二醇的摩尔质量 = 90.12 g/mol

异氰酸酯的摩尔质量 = 116.16 g/mol

然后根据反应方程式计算出聚氨酯的摩尔质量：

1,4-丁二醇 + 异氰酸酯 → [NHCOO(CH2)4OCONH(CH2)4O]n + 2H2O

其中，1,4-丁二醇的摩尔比为1：1，异氰酸酯的摩尔比为2：1，因此反应生成的聚氨酯的摩尔质量为：

聚氨酯的摩尔质量 = 1×90.12 + 2×116.16 = 322.44 g/mol

二、乙烯基乙烯酸酯共聚物的制备

乙烯基乙烯酸酯共聚物是塑胶跑道材料的另一种主要原料，其制备过程如下：

（1）将乙烯基乙烯酸酯和过氧化苯甲酰在恒温条件下反应，生成自由基引发剂K1体育39153十年品牌值得信赖。

（2）将自由基引发剂和乙烯基乙烯酸酯在恒温条件下反应，生成乙烯基乙烯酸酯共聚物。

已知乙烯基乙烯酸酯的摩尔质量为100.12 g/mol，过氧化苯甲酰的摩尔质量为242.23 g/mol，乙烯基乙烯酸酯共聚物的摩尔质量为？（提示：乙烯基乙烯酸酯共聚物的化学式为：[CH2CHCOO(CH2CH3)]n）

解：首先计算出乙烯基乙烯酸酯和过氧化苯甲酰的摩尔质量：

乙烯基乙烯酸酯的摩尔质量 = 100.12 g/mol

过氧化苯甲酰的摩尔质量 = 242.23 g/mol

然后根据反应方程式计算出乙烯基乙烯酸酯共聚物的摩尔质量：

2CH2=CHCOOCH2CH3 + PhCOO2 → [CH2CHCOO(CH2CH3)]n

其中，乙烯基乙烯酸酯的摩尔比为2：1，过氧化苯甲酰的摩尔比为1：1，因此反应生成的乙烯基乙烯酸酯共聚物的摩尔质量为：

乙烯基乙烯酸酯共聚物的摩尔质量 = 2×100.12 + 242.23 = 442.47 g/mol

三、苯乙烯-丁二烯共聚物的制备

苯乙烯-丁二烯共聚物是塑胶跑道材料的另一种主要原料，其制备过程如下：

（1）将苯乙烯和丁二烯在恒温条件下反应，生成苯乙烯-丁二烯共聚物。

已知苯乙烯的摩尔质量为104.15 g/mol，丁二烯的摩尔质量为54.09 g/mol，苯乙烯-丁二烯共聚物的摩尔质量为？（提示：苯乙烯-丁二烯共聚物的化学式为：[CH2CH(C6H5)CH2CH(CH3)]n）

解：根据反应方程式计算出苯乙烯-丁二烯共聚物的摩尔质量：

C6H5CH=CH2 + CH2=CHCH3 → [CH2CH(C6H5)CH2CH(CH3)]n

其中，苯乙烯的摩尔比为1：1，丁二烯的摩尔比为1：1，因此反应生成的苯乙烯-丁二烯共聚物的摩尔质量为：

苯乙烯-丁二烯共聚物的摩尔质量 = 104.15 + 54.09 = 158.24 g/mol

四、填料的计算

填料是塑胶跑道材料中的重要组成部分，一般采用硅石粉、石英砂、橡胶粉等材料。假设在制备一批塑胶跑道材料时，需要添加硅石粉、石英砂和橡胶粉，其质量比为5：3：2，总质量为500 kg。已知硅石粉、石英砂和橡胶粉的密度分别为2.65 g/cm3、2.65 g/cm3和1.10 g/cm3，计算各填料的质量。

解：首先计算出各填料的体积：

硅石粉的体积 = 5/10×500 kg / 2.65 g/cm3 = 35.85 m3

石英砂的体积 = 3/10×500 kg / 2.65 g/cm3 = 21.