第3节合成高分子化合物(12课时)

天然高分子 淀粉 纤维素和蛋白质 天然橡胶等 合成高分子 合成纤维 合成树脂 合成橡胶等 第3节合成高分子化合物 一 高分子化合物 1 高分子化合物概况 1 小分子 相对分子质量通常不上千 通常称为低分子化合物 简称小分子 如 烃 醇 醛 羧酸 酯 葡萄糖 蔗糖等 2 高分子 相对分子质量达几万甚至几千万 通常称为高分子化合物 简称高分子 或称高聚物 聚合物 高分子材料都是混合物如 淀粉 纤维素 蛋白质 天然橡胶 聚乙烯 聚氯乙烯 酚醛树脂等 2 高分子化合物的结构特点 1 高分子化合物通常结构并不复杂 往往由简单的结构单元重复连接而成 如聚乙烯中 A CH2 CH2 叫聚乙烯的结构单元 或链节 B n表示每个高分子化合物中链节的重复次数叫聚合度 n越大 相对分子质量越大 C 合成高分子的物质叫单体 如乙烯是聚乙烯的单体 注 链节是以单体为基础的做课本117页交流 研讨 2 根据结构中链节连接方式分类 有机高分子化合物可以有线型结构和体型结构两种 A 线型结构成千上万个链节以共价键连成一条长链 长链之间相互缠绕 以分子间作用力紧密结合 可以不带支链 也可以带支链 如 聚乙烯 聚氯乙烯中以C C键连接成长链 淀粉 纤维素中以C C键和C O键连接成长链 B 体型结构高分子链上有能与别的单体或物质起反应的基团 发生反应后 高分子链之间形成化学键 产生了一些交联 形成的体型网状结构 如 硫化橡胶中 长链与长链之间又形成化学键 产生网状结构而交联在一起 1 溶解性线型结构高分子 如有机玻璃 能溶解在适当的有机溶剂里 但溶解速率比小分子缓慢 体型结构高分子 如橡胶 不易溶解 只有一定程度的胀大 2 热塑性和热固性加热到一定温度范围 开始软化 然后再开始熔化成可以流动的液体 冷却后 又成为固体 热塑性 如聚乙烯 加工成型后受热不再熔化 就叫热固性 如电木 3 有机高分子化合物的性质 3 机械强度高分子材料强度一般比较大 如把10kg高分子材料与金属材料各制成100m长的绳子 可吊起物体的重量如下表 4 电绝缘性通常高分子材料的电绝缘性良好 广泛用于电器工业上 为什么 5 其它特性 有些高分子材料具有耐化学腐蚀 耐热 耐磨 耐油 不透水等特性 用于某些特殊需要的领域 有些高分子材料易老化 不耐高温 易燃烧 废弃后不易分解等 4 高分子化合物的分类 1 按来源分类 天然高分子 天然橡胶 纤维素 淀粉 合成高分子 合成橡胶 合成纤维 塑料 2 按工艺性质和应用分类 塑料 橡胶 纤维 涂料 黏合剂与密封材料等 3 按高分子链的连接形式分类 线型高分子和体型高分子 4 按合成高分子化合物的受热时的不同行为分类 热塑性高分子和热固性高分子 5 按合成时聚合反应的类型不同分类 加聚高分子和缩聚高分子 由乙烯制备聚乙烯由苯乙烯制备聚苯乙烯 二 高分子化合物的合成 聚合反应1 加成聚合反应 是指不饱和单体通过加成的方式生成高分子化合物的反应 简称加聚反应 如 1 单烯聚合 单体 反应部位 反应本质 是否可以用一个通式来表示这些反应呢 链节 聚合度 2 二烯的聚合 nCH2 CH CH CH2 双键变单键变单键双键 聚异戊二烯 3 混烯共聚 下列高分子是由那种单体聚合生成的 完成聚合反应 乙丙树脂 小结 1 加聚反应的特点 2 碳氧双键 碳碳叁键也能发生加聚反应 2 缩合聚合反应 是指单体通过分子间的相互缩合而生成高分子化合物的反应 简称缩聚反应 nH2N CH2 6 NH2 nHOOC CH2 4 COOH nHO CH2 CH2 OH nHOOC COOH 缩聚反应官能团 双官能团 OH COOH NH2 聚酯类 聚酰胺类 CH2 CH2 O n P119 相同或不同单体 相同或不同单体 含有不饱和键 含有特征官能团 聚合物与单体具有相同的组成 主链上一般只有碳原子 聚合物与单体组成有所不同 主链上除有碳原子外还有其他 只有聚合物 有聚合物和小分子 聚乙烯 聚氯乙烯聚丙烯 乙丙树脂聚苯乙烯ABS工程塑料有机玻璃 合成橡胶 尼龙 66涤纶 锦纶 小结 聚合反应 附一有机合成的设计思路 关键 设计合成路线 即碳骨架的构建 官能团的引入和转化 附二 有机物分子式的确定常见重要分析方法 1 元素组成的测定 C H O N X 求出实验式 最简式 2 质谱法M 测出相对分子量1 关于不饱和度 求算 预测结构2 光谱分析简介 P112 UV共轭键 IR官能团确定 NMR等性氢个数及位置 二 有机物结构式的确定 2 能发生银镜反应的物质含的官能团是 可能的物质有 3 能与钠发应放出H2的物质含的官能团是 4 能与Na2CO3或NaHCO3反应放出CO2的可能含官能团 5 能发生水解反应的物质有 6 能发生消去反应的物质有 1 能使溴水褪色的物质含有的官能团是 OH 醇羟基 酚羟基 COOH CHO 醛 甲酸及其盐 甲酸酯 还原性糖 碳碳双键 碳碳叁键 CHO 酚羟基 COOH 卤代烃 酯 二糖及多糖 蛋白质等 卤代烃 醇等 注 酚羟基也可以与碳酸钠反应 但不能产生CO2 由性质推结构 由条件推结构 3 浓硫酸 加热 的反应类型可能是 消去反应 取代反应 酯化 硝化 磺化 生成醚等 1 NaOH水溶液 加热 的反应类型可能是 卤代烃的水解 酯的水解等 2 NaOH醇溶液 加热 的反应类型可能是 卤代烃的消去 区别 醇的消去反应的条件 4 稀硫酸 加热 呢 酯的水解 糖类的水解等 相同或不同单体 相同或不同单体 含有不饱和键 含有特征官能团 聚合物与单体具有相同的组成 主链上一般只有碳原子 聚合物与单体组成有所不同 主链上除有碳原子外还有其他 只有聚合物 有聚合物和小分子 聚乙烯 聚氯乙烯聚丙烯 乙丙树脂聚苯乙烯ABS工程塑料有机玻璃 合成橡胶 尼龙 66涤纶 锦纶 聚酰胺 聚酯 合成高分子 天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯 根据天然橡胶的结构特点 说说它的性质可能有哪些不足 如 橡胶遇到下列物质各发生什么反应 A Br2水B 酸性KMnO4溶液C O2橡胶的老化概念有无办法对橡胶进行改性 使它克服这些缺点 橡胶的硫化 P120 复习 天然橡胶天然橡胶的主要成分 聚异戊二烯 CH2 C CH CH2 n CH3 nBr2 有高分子化合物参加的反应叫高分子化学反应三 高分子化学反应 橡胶与Br2水 酸性KMnO4溶液 O2的反应以及橡胶的老化都属于高分子化学反应 高分子化合物的降解也属于高分子化学反应 三 高分子化学反应 合成高分子材料 概念P121 PVC 涂料 黏合剂 功能高分子 练习 1 下列原料或制成的产品中 若出现破损不可以进行热修补的是 聚氯乙烯凉鞋电木插座自行车内胎聚乙烯塑料膜 2 橡胶属于