5.1 合成高分子的基本方法 高二下学期化学人教版选择性必修3

第五章

合成高分子容山中学

化学科组第一节

合成高分子的基本方法主讲人：郭静目录CONTENTS12加成聚合反应缩合聚合反应学习目标明确高分子的单体和链节及其与高分子结构的关系，建构加聚反应的一般认知思路，能通过分析加聚物的建构推测相应的单体。认识缩聚反应的微观本质，能根据官能团的结构和种类，正确判断缩聚产物的链节和端基，以及小分子生成物及其个数，能通过分析缩聚物的结构推测相应的单体。【想一想】我们身边有哪些人工合成的高分子化合物？任务一

高分子化合物的特点和分类一、有机高分子与小分子化合物的区别分子的基本结构相对分子质量联系性质高分子低分子由若干个重复单元组成单一分子结构通常在104以上(平均值)一般在1000以下(精准值)在物理、化学性质上有较大的差别有机高分子是由低分子有机物经聚合反应得到的任务一

高分子化合物的特点和分类二、合成高分子的方法Mr>104Mr：平均值小分子化合物高分子化合物加成聚合反应一般是含有双键的烯类单体发生的聚合反应缩合聚合反应一般是含有两个(或两个以上)官能团的单体之间发生的聚合反应任务二

加成聚合反应【复习回顾】以氯乙烯合成聚氯乙烯为例，回答单体、链节、聚合度等概念及联系是什么？nCH2＝CHCl—CH2—CH—[]nCl单体：氯乙烯高分子或聚合物（聚氯乙烯）链节（重复结构单元）

CH2—CHCl聚合度（n）聚合物的平均相对分子质量＝链节的相对质量×n任务二

加成聚合反应三、加成聚合反应由含有不饱和键的化合物分子以加成反应的形式结合成高分子化合物的反应叫加成聚合反应，简称加聚反应。反应特点1.单体必须是含有双键、三键等不饱和键的化合物(烯、炔、醛等)；2.反应只生成高聚物，没有副产物产生，理论上可达到原子利用率100%；3.聚合物链节的化学组成跟单体的化学组成相同；4.聚合物相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍。1、写出下列反应的化学方程式催化剂nCH2=CHCOOH丙烯酸加聚1，3-丁二烯加聚催化剂nCH2=CH-CH=CH2乙炔加聚催化剂nCHCH乙烯、丙烯(1:1)加聚nCH2=CH2nCH2=CH-CH3催化剂见双键，就打开；无关基，上下连；链节间，首尾连；链节外，加括号，括号外，再补n。CH2CHnCOOHCH2-CH=CH-CH2nCHCHnCH2-CH2-CH2-CHnCH3CH2-CH2-CH-CH2nCH3注意：某些环状化合物开环后，可以相互结合，生成高聚物催化剂nCH2-CH2O示例：环氧乙烷的开环聚合注意：某些碳氧双键在一定条件下也可以打开，相互结合生成高聚物甲醛（HCHO）的加聚

nHCHO催化剂聚甲醛（人造象牙）nCH2CH2O近年来，我国科学工作者已成功研究出以CO2为主要原料生产可降解高分子材料的技术。CO2是稳定分子，要让它转化为高分子是很困难的。然而他们发现稀土催化剂能活化CO2，使之与环氧丙烷（）等反应生成聚合物。这种工艺目前已投入小规模生产，为消除“白色污染”和减轻温室效应作出了贡献。CH2—CH—CH3OnCH2—CH—CH3OnCO2＋—C—O—CH2—CH—O—O[]nCH3CO2空间位阻小空间位阻大OC＝O123123可降解塑料思考：CO2与环氧乙烷（）的加聚产物是什么？nCH2—CH2O任务二

加成聚合反应如何由加聚产物判断其单体呢？二四分割法单体CH2=CH2CH=CH2ClC6H5CH=CH2

CH2=CH

C=CH2CH3[CH2—CH2—CH—CH2—CH—CH2—CH2—CH=C—CH2]nClC6H5CH3【例1】丁苯吡橡胶

的单体为请将合成下列高分子材料所用的单体填入相应横线上CH2=CH-CH=CH2nCHCHCH2CH2CH2CHCH2CHH3CNCH2CHH3CNCH2CH②2、以下4种有机物：①CH2＝C—CH3CN—CH＝CH2②—C≡CH③④CH3—CH＝CH—CN可用于合成结构简式如下图所示的高分子材料的正确组合为___________（填序号）。—CH—CH—CH＝C—CH2—CH—[]nCH3CN③④②③④任务三

缩合聚合反应（缩聚反应）口罩带在弹性内芯的外面包裹纺织品是什么？其主要成分是聚对苯二甲酸乙二酯（PET）聚对苯二甲酸乙二酯COOHCOHO]COOCH2CH2OCO[nHOHCH2CH2OHHOnn+催化剂+(2n-1)H2O任务三

缩合聚合反应（缩聚反应）由单体分子间通过缩合反应生成高分子的反应称为缩合聚合反应（简称缩聚反应）。三、缩合聚合反应反应特点3.发生缩聚反应的单体至少含有两个官能团，缩聚后生成的产物呈线型结构；2.单体和聚合物链节的组成不同；1.生成缩合聚合物同时，还伴有小分子的副产物的生成；5.多为可逆反应，为提高产率，需要及时移除反应产生的小分子副产物。4.缩聚物结构简式要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团。任务三

缩合聚合反应（缩聚反应）1、缩聚反应的类型(1)由一种单体发生的缩聚反应①羟基羧基缩聚催化剂OnHOCCH2OH+(n-1)H2O]H[OHOCCH2On单体链节端基原子端基原子团OHOCCH2OHOHOCCH2OHOHOCCH2OHOHOCCH2OH一种单体任务三

缩合聚合反应（缩聚反应）②氨基羧基缩聚nH2NCH2

COOH催化剂[]HNCH2nHOOHC+(n-1)H2O③羟基羟基缩聚nHOCH2CH2

OH催化剂HOCH2CH2OH[]n+(n-1)H2O1、缩聚反应的类型(1)由一种单体发生的缩聚反应任务三

缩合聚合反应（缩聚反应）单体COOHCOHOCOOCH2CH2OCO[]nHOHCH2CH2OHHO+催化剂+(2n-1)H2O单体链节端基原子团端基原子各单体物质的量与缩聚物结构简式的下角标一般要一致一种单体两种单体2n-1n-1(2)由两种单体发生的缩聚反应①二元酸与二元醇nn1、缩聚反应的类型任务三

缩合聚合反应（缩聚反应）②二元酸与二胺(CH2)2NH2H2N+n+

(2n-1)H2O催化剂COOHCOHOn(CH2)4CO(CH2)2NHCO[]nHOH(CH2)4NH1、缩聚反应的类型(2)由两种单体发生的缩聚反应任务三

缩合聚合反应（缩聚反应）③苯酚与甲醛的缩聚(酚醛树脂)

在酸催化下，等物质的量的苯酚与甲醛反应，苯酚邻位或对位的H原子与甲醛的羰基加成生成羟甲基苯酚，然后羟甲基苯酚之间脱水缩合成线型结构高分子酚醛树脂1、缩聚反应的类型(2)由两种单体发生的缩聚反应任务三

缩合聚合反应（缩聚反应）2、缩聚物推单体第二步：断开分子中的肽键或酯基

第三步：羰基碳上连接—OH；在氧或氮原子上连—H，还原为单体小分子第一步：去掉缩聚物结构简式中的方括号与“n”，变为小分子COO(CH2)4OCO[]nHOH[]HNCH2nHOOHCCO(CH2)2NHCO[]nHOH(CH2)4NHHOCH2CH2OH[]n]H[OHOCCH2On类别加聚反应缩聚反应单体特征含不饱和键(如、—C≡C—)或环(如)至少含两个官能团单体种类含碳碳双键或碳碳三键的有机物等酚、醛、醇、羧酸、氨基酸等聚合方式通过不饱和键加成通过官能团缩合脱去小分子而连接聚合物特征高聚物链节和单体具有相同的化学组成高聚物链节和单体具有不同的化学组成产物只生成高聚物高聚物和小分子1、下列关于高分子化合物的组成、结构、性质的说法错误的是（

）①高分子化合物没有固定的熔点

②纯净的淀粉属于纯净物

③合成高分子化合物的结构大致分为线型结构、支链型结构和体型结构

④线型高分子化合物具有热固性

⑤高分子材料一般不易燃烧

⑥高分子化合物的相对分子质量都很大

⑦体型高分子化合物具有热塑性A．④⑤⑥ B．①③⑥ C．①⑤⑦ D．②④⑤⑦D2、下列关于加聚反应和缩聚反应的说法中不正确的是（

）A．加聚反应后有机分子的不饱和度减小B．加聚反应是一种特殊的加成反应，多数缩聚反应是一种复杂的取代反应C．加聚反应和缩聚反应均属于有机高分子参与的化学反应D．加聚反应和缩聚反应中均有官能团发生变化CA．PVDC是由单体发生加聚反应合成的B．PVDC可发生加成、取代等反应C．PVDC也有很大的缺点，如在空气中熔融可分解，分解可产生HCl等，会污染空气D．PVDC的单体可发生加成、取代、氧化等反应B3、PVDC是一种可以承受高温蒸煮、具有高阻隔性能的塑料，它可作为保鲜食品的包装材料。用它作为中间层，制造多层复合材料，是目前塑料包装行业技术进步和技术创新的前沿阵地。PVDC是聚偏二氯乙烯的英CI文缩写，它的结构简式是。下列说法错误的是（）4、聚乳酸(PLA)无毒，具有生物相容性、可降解性等诸多优异性能。PLA的结构如下图所示。下列分析错误的是（

）A．PLA含有