高分子化合物的合成

1、教学目标 1.能举例说明合成高分子的组成与结构特点，能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。 2.知道加聚反应和缩聚反应的特点。 3.了解塑料制品的加工和处理方法，了解高分子材料老化的原因和保护措施。,课题3高分子化合物与材料,一、高分子化合物的合成 1.高分子化合物 (1)分类 高分子化合物可分为 和 。 (2)概念 高分子化合物是指相对分子质量很大的有机化合物(相对分子质量一般在 以上)，简称为高分子。,天然高分子化合物,合成高分子化合物,一万,合成高分子化合物是由 通过 制得的，所以也称为 或 。 (3)结构(以聚氯乙烯为例),小分子,聚合反应,聚合物,高聚物,CH2=CHCl,n,

2、2.加聚反应和缩聚反应 (1)加成聚合反应 加聚反应：在一定条件下，乙烯可以发生自身 而形成 ，这一类反应称为加成聚合反应，简称加聚反应。例如：,加成反应,高分子化合物,加聚反应获得的常见高分子化合物,(2)缩合聚合反应 单体分子之间反应生成高分子化合物，同时产生 的反应，简称缩聚反应。如：,小分子副产物,议一议 1. 属于有机高分子化合物吗？,答案不是，它的相对分子质量为890，比高分子化合物的相对分子质量小得多，也不符合有机高分子化合物的结构特征。,2.有机高分子化合物为什么是混合物？ 答案对单个高分子来说，相对分子质量是确定的，但对一块高分子材料来说，它是由许多相对分子质量不等的高分子聚

3、集起来的，实验测得的高分子的相对分子质量是平均值。 3.缩聚反应的产物一定是高分子吗？ 答案不是。缩聚反应的产物中有高分子化合物，也有小分子的副产物。,二、有机高分子材料 1.塑料制品的结构和性能 (1)线型高分子：分子呈 状，可溶于 ，受热 、 ，有 性。 (2)体型高分子：高分子链之间通过化学键产生 ，形成 。不易溶于 ，受热 熔化，有 性。,长链,有机溶剂,软化,熔融,热塑,交联,立体网状结构,有机溶剂,不,热固,2.性能优越的合成材料 (1)塑料的改性 常用的方法有 、 、 。 (2)功能高分子材料 高分子材料发展的主要趋势是 、 、 、 和 。 (3)复合材料 组成：复合材料由 和

4、构成。 性能：具有 、 、 、 、 等优良性能。,填充改性,共混改性,共聚改性,高性能化,功能化,复合化,精细化,智能化,基体,增强体,强度高,质量轻,耐腐蚀,抗冲击,绝缘性好,3.环境中的高分子材料 (1)高分子材料的老化及其保护 概念：高分子材料在使用过程中，由于环境的影响，其 等性能逐渐变差的现象。 高分子材料的保护 a.加入 、 和 等精细化学品改善其性能。 b.避免接触能与其发生反应或催化这种反应的 和能使它们溶解的 。,强,度、弹性、硬度,光稳定剂,抗氧剂,阻燃剂,化学试剂,有机溶剂,(2)环境降解高分子材料的开发 降解是指 和 因素引起 的过程。 降解主要涉及 、 和 三种过程。

5、环境可降解材料的开发以 材料为主。 (3)废旧高分子材料的回收利用 通过 和 ，重新做成多种有用的材料和制品。 采用 或 的方法使其分解，用于制备多种化工原料。 将废旧的聚合物作为 回收利用 。,化学,物理,聚合物分子链断裂,生物降解,光降解,化学降解,生物降解,再生,改性利用,热裂解,化学处理,燃料,热能,议一议 1.热塑性塑料和热固性塑料有何异同？ 答案(1)热塑性 以热塑性树脂为基本成分，受热软化，可以反复塑制，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等，一般为线型结构，如图(a)，或支链型结构，如图(b)。,(2)热固性 以热固性树脂为基本成分，加工成型以后变为不熔状态，如酚醛、脲醛树脂等，一般为

6、体型结构，如图。,2.功能高分子材料的特定功能主要通过哪些途径获得？ 答案(1)由含有某种特定功能官能团的单体直接聚合； (2)通过化学反应在高分子主链和侧链上引入某些具有特定功能的基团； (3)通过合理的加工成型实现材料的功能化。,3.引起高分子材料老化的原因有哪些？ 答案(1)外因：外力、热、光的作用，接触空气、水、微生物和化学试剂等。 (2)内因：高分子链之间发生交联而变硬、变脆、丧失弹性；高分子链发生断裂、相对分子质量降低而变软、发黏等。,一、高聚物单体的确定方法 1.确定聚合物的类型 聚合物可以通过加聚反应或缩聚反应得到。要推断一种聚合物的单体，必须首先根据聚合物链节主链的特点确定这

7、种聚合物是加聚产物还是缩聚产物。,2.确定聚合物的单体 根据聚合物的类型以及链节的特点，聚合物的单体推断方法如下：,例1现有高分子化合物A和B的结构如下： A的结构简式为,B的部分结构为,(1)合成A的单体的结构简式为 ， 合成A的反应类型是 。 解析分析A的链节主链特点知，依据生成肽键原理，由两种单体 通过缩聚反应合成A。,缩聚反应,(2)合成B的单体最少有 种，合成B的反应类型是 。 解析以主链上每两个碳原子为一单元断开碳碳单键，并将两个碳原子之间的单键改成双键，可得3种单体： CH2=CH2、 、 。,3,加聚反应,变式训练1某高聚物的结构片断如下： 下列分析正确的是(),解析由单体合成

8、高分子时，若单体由加聚反应形成高分子，单体与高分子的链节组成相同；若单体由缩聚反应形成高分子，因缩去了小分子，单体与高分子链节的组成就不相同了。本题中单体和高分子链节的组成相同，所以可以断定这种高分子化合物是由同种单体加聚而成的。主链是碳链的高分子的链节和单体，首先要从主链的结构特点去分析。若主链内只有CC，每两个碳原子为一链节，取这个片断，将CC变为C=C，就找到合成这种高分子的单体。若主链内有C=C，则以C=C为中心取四个碳原子为一个片断，变C=C为CC，把原来与C=C相邻的单键变为双键，即找到单体。本题属于第一种情况，主碳链只有CC。 答案D,二、加聚反应和缩聚反应的对比,解析选项A、B

9、、C中的物质都是通过所给单体的加聚反应制得的，只有D是COOH和OH通过缩合脱去H2O而成的。往往受缩聚反应的链节部分相对于加聚而言要复杂些的影响，而错误地认为B选项的高聚物结构也很复杂，错选B。 答案D,变式训练2下列有机物在一定条件下自身分子间能发生缩聚反应，而在适宜条件下分子内又能形成稳定环状结构的是(),三、线型结构、体型结构高分子材料比较,例3现有两种高聚物A、B，A能溶于氯仿等有机溶剂，并加热到一定温度下熔融成黏稠状的液体，B不溶于任何溶剂，加热不会变软或熔融，则下列叙述中不正确的是() A.高聚物A可能具有弹性，而高聚物B一定没有弹性 B.高聚物A一定是线型高分子材料 C.高聚物

10、A一定是体型高分子材料 D.高聚物B一定是体型高分子材料,解析高聚物若溶于有机溶剂，则为线型结构，若不溶于任何有机溶剂，加热时也不会熔化，则为体型结构，则推知A为线型结构，B为体型结构。 答案C,变式训练3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() A.聚氯乙烯凉鞋B.电木插座 C.自行车内胎 D.聚乙烯塑料膜 解析电木的主要成分是酚醛树脂，是体型高分子材料，具有热固性。,B,1.CCTV科技博览报道，2004年3月中科院首创用CO2合成可降解塑料聚二氧化碳。下列相关说法中合理的是() A.聚二氧化碳塑料是通过加聚反应制得的 B.聚二氧化碳塑料与干冰互为同分异构体 C.聚二氧化

11、碳塑料与干冰都是纯净物 D.聚二氧化碳塑料的使用会产生白色污染,1,2,3,4,5,解析本题运用推理法。从结构上分析，显然在由CO2到聚二氧化碳的过程中，二氧化碳分子内的一条碳氧双键打开，通过加聚反应而形成； B、C明显错误； 聚二氧化碳有类似于酯类的结构，可以降解，D错误。 答案A,1,2,3,4,5,2.下列对于有机高分子化合物的认识中不正确的是() A.有机高分子化合物称为聚合物或高聚物，是因为它们大部分是由小分子通过聚合反应而制得的 B.有机高分子化合物的相对分子质量很大，但化学组成并不复杂 C.对于一块高分子材料，n是一个整数值，因而它的相对分子质量是确定的 D.高分子材料可分为天然

12、高分子材料和合成高分子材料两大类 解析聚合度n值是不确定的，因而相对分子质量不确定。,1,2,3,4,5,C,3.下列塑料的合成，所发生的化学反应不同于另外三种的是() A.聚乙烯塑料B.聚氯乙烯塑料 C.聚苯乙烯塑料 D.酚醛塑料 解析聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料、聚苯乙烯塑料的合成均为加聚反应，而酚醛塑料的合成属于缩聚反应。,1,2,3,4,5,D,4.下列说法中正确的是() A.合成纤维和人造纤维统称为化学纤维 B.酚醛塑料和聚氯乙烯都是热固性塑料 C.锦纶丝接近火焰时先卷缩，燃烧时有烧焦羽毛的气味，灰烬为有光泽的硬块，能压成粉末 D.对于某些合成材料和塑料制品废弃物的处理可以倾倒到海洋中,1,2,3,4,5,解析B项，聚氯乙烯为热塑性塑料； C项，锦纶丝燃烧时无烧