5.1合成高分子的基本方法课件高二下学期化学人教版选择性必修3

第五章

合成高分子第一节合成高分子的基本方法1、认识加聚反应的微观本质，构建加聚反应的一般认知思路，能通过分析加聚物的结构推测相应的单体。2、认识缩聚反应的微观本质，构建缩聚反应的一般认知思路;能通过分析缩聚物的结构推测相应的单体。3、了解高分子的单体、链节、聚合度、端基和平均相对分子质量等基本概念。学习目标1、什么是无纺布？无纺布PP：主要材料是聚丙烯聚丙烯：是丙烯通过加成聚合反应生成的有机高分子聚合物2、什么是有机高分子呢？思考一、有机高分子化合物1、概念由许多小分子化合物通过共价键结合成的，相对分子质量很高的一类化合物。2、特点(1)高分子的相对分子质量比一般有机化合物大得多，通常在104以上；高分子的相对分子质量没有明确的数值，只是一个平均值(2)高分子化合物都是混合物，无固定的熔、沸点(3)合成原料都是低分子化合物(4)每个高分子都是由若干个重复结构单元组成的3、合成高分子的基本方法(1)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。(2)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。4、合成高分子的有关概念(1)单体：能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物(2)高聚物：由单体聚合而成的相对分子质量较大的化合物(3)链节：高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位，也称重复结构单元(4)聚合度：高分子链中含有链节的数目，通常用n表示(5)聚合物的平均相对分子质量＝链节的相对质量×n如：聚丙烯的单体结构简式为CH3—CH=CH2，链节为

；聚合度为n，聚合物的平均相对分子质量为42n5、有机高分子化合物与低分子有机物的区别有机高分子化合物低分子有机物相对分子质量高达10000以上1000以下相对分子质量的数值平均值明确数值分子的基本结构由若干个重复结构单元组成单一分子结构类别混合物纯净物性质物理、化学性质有较大差别联系有机高分子化合物是以低分子有机物为原料经聚合反应得到的1、下列关于高分子化合物的说法中正确的是()A．高分子化合物的相对分子质量一般在几千至几万B．高分子化合物一般都是混合物C．聚乙烯有固定的熔点和沸点D．高分子化合物分子中只含C、H、O三种元素2、下列物质不属于天然有机高分子化合物的是()A．淀粉B．纤维素C．聚氯乙烯D．蛋白质B【练一练】C1、定义二、加成聚合反应(加聚反应)一定条件下，由含有不饱和键的相对分子质量小的低分子化合物以加成反应的形式结合成相对分子质量大的高分子化合物的化学反应叫加成聚合反应，简称加聚反应

聚氯乙烯[

]nn

CH2CHCl一定条件CH2CHCl2、加聚反应的特点(1)单体必须是含有双键、三键等不饱和键的化合物，如：烯、二烯、炔等含不饱和键的有机物(2)加聚反应只发生在不饱和键上(3)发生加聚反应的过程中没有副产物(小分子化合物)产生，只生成高聚物，原子利用率为100%(4)聚合物链节的化学组成跟单体的化学组成相同(5)聚合物的相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍3、加聚产物的书写加聚反应本质上是加成反应，在书写加聚产物时要把原来不饱和碳上的原子或原子团看作支链，写在主链的垂直位置上4、加聚反应的常见类型(1)仅有一种烯烃单体的聚合反应方法：断双(三)键，伸两边，添括号，写n乙烯加聚丙烯加聚丙烯酸加聚(2)仅有一种二烯烃单体的聚合反应方法：双变单，单变双，破两头，移中间共轭二烯烃加聚1,3-丁二烯加聚天然橡胶的合成(3)不同单烯烃的聚合(共聚)反应方法：断双键，连中间，添括号，写n乙烯、丙烯(1∶1)共聚(4)单烯烃和二烯烃的聚合反应方法：断双键，单变双(二烯烃)，连中间，添括号，写n丙烯与1,3-丁二烯(1∶1)共聚(5)碳碳三键的加聚反应HC≡CH加聚5、加聚产物单体的判断方法总的原则聚合物主链上无双键，两个碳原子为一单元，单键变双键，单烯烃即可被还原；聚合物主链上有双键，四个碳原子为一单元，双键在中间，单、双键互变，二烯即可被还原(1)凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的聚合物，其单体必为一种，将两个半键闭合即得对应单体的单体是CH2=CH—CH3(2)凡链节主链上只有四个碳原子(无其他原子)，且链节无双键的聚合物，其单体必为两种。以两个碳原子为单元断开，然后分别将两个半键闭合即得对应单体的单体是CH2=CH2和CH3—CH=CH2(3)凡链节主链中只有碳原子，并存在碳碳双键结构的聚合物，双键前后各两个碳原子划线断开，形成共轭二烯烃结构，其规律是“见双键，四个碳；无双键，两个碳”，划线断开。然后将单键变双键，双键变单键即得对应单体的单体是CH2=CH—CH=CH2和【练一练】3、丁腈橡胶的结构简式如图，具有优良的耐油，耐高温性能，合成丁腈橡胶的原料是(

)①CH2=CH—CH=CH2

②CH3—C≡C—CH3

③CH2=CH—CN

④CH3—CH=CH—CN⑤CH3—CH=CH2

⑥CH3—CH=CH—CH3A．③⑥B．②③C．①③ D．④⑤C2、口罩带在弹性内芯的外面包裹纺织品的主要成分是聚对苯二甲酸乙二酯，聚对苯二甲酸乙二酯是怎样制备的呢？聚对苯二甲酸乙二酯—CH2—CH2—O—HHO—C—O—C—OO[n]思考1、定义三、缩合聚合反应一定条件下，具有两个或多个官能团的单体相互结合成高分子化合物，同时有小分子(如H2O、NH3、HCl等)生成的反应称为缩合聚合反应，简称缩聚反应+(2n-1)H2O催化剂∆+nHO—CH2—CH2—OHnHO—C—O—C—OHO—CH2—CH2—O—HHO—C—O—C—OO[n]端基原子团端基原子2、缩聚反应的特点(1)单体分子中至少含有两个官能团(如—OH、—COOH、—NH2、—X等)(2)缩聚反应生成聚合物的同时，还有小分子副产物(如H2O、NH3、HCl等)生成。由一种单体进行的缩聚反应，生成的小分子的物质的量一般为n-1；由两种单体进行的缩聚反应，生成的小分子的物质的量一般为2n-1。(3)所得聚合物链节的化学组成与单体的化学组成不同(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，如：3、缩聚产物的书写(1)书写缩聚物的结构简式时，要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团，而加聚物的端基不确定，通常用横线“—”表示。如：(2)书写缩聚反应的方程式时，单体的计量数与缩聚物结构简式的小角标要一致；要注意小分子的计量数。一般由一种单体进行的缩聚反应，生成小分子的计量数为n－1；由两种单体进行的缩聚反应，生成小分子的计量数为2n－14、加聚反应的常见类型(1)仅由一种单体发生的缩聚反应①羟基羧基缩聚(乳酸缩聚)②氨基羧基缩聚(2)由两种单体发生的缩聚反应①二元酸与二元醇②二元酸与二胺③甘氨酸和丙氨酸缩聚(3)酚醛树脂类(酚和醛)苯酚和甲醛缩聚：酚醛树脂的合成方法(先加成再缩聚)OHH+HCHOH+OHCH2OHOHCH2－OHHOHCH2－OHHOHCH2－OHH脱H2O脱H2OOHCH2HOHCH2OHCH2－OH2-羟甲基苯酚5、缩聚产物单体的判断方法总的原则链节上存在

结构的聚合物为缩聚产物。缩聚产物寻找单体的方法为：将链节上的

上补充—OH形成—COOH，在—O—或—NH—上补充H，形成—OH或—NH2，即可得到对应单体(1)若链节中含有以下结构其单体必为一种，去掉中括号和n即为单体HO—CH2CH2—OH(2)若链节中含有

部分，则单体为羧酸和醇，将

中C—O单键断开，去掉中括号和n，左边加羟基，右边加氢即为单体单体为HOOC—COOH和HOCH2CH2OH(3)若链节中含有

部分，则单体一般为氨基酸，将

中C—N单键断开，去掉中括号和n，左边加羟基，右边加氢即为单体单体为H2NCH2COOH和(4)凡链节中含有酚羟基的结构，单体一般为酚和醛单体为4.写出下列聚合物单体的结构简式④①②③⑤①CH2=CHCOOH②—CH=CH2—COOH、HOOC—③HOCH2—CH2OH④HOOC(CH2)4COOH、

NH2—(CH2)6NH2⑤CH2=CHCH3、CH2=CH—CH=CH2【练一练】四、加聚反应和缩聚反应的比较加聚反应缩聚反应相同①单体是相对分子质量小的有机物；②生成物有高分子化合物；③单体可相同，也可不相同单体结构单体必须是含有双键等不饱和键的化合物(如乙烯、氯乙烯、丙烯腈等)单体为含有两个或两个以上官能团(如—OH、—COOH、—NH2、—X等)的化合物单体种类含碳碳双键或碳碳三键的有机物等酚和醛，二元醇、二元酸、氨基酸反应机理反应发生在不饱和键上反应发生在不同的官能团之间聚合方式通过不饱和键上的加成连接通过缩合脱去小分子而连接反应特点