第五章-合成高分子-(章末复习)高二化学同步课件(人教版2019选择性必修3)

第五章合成高分子章末复习一般是含有双键的烯类单体发生的聚合反应。单体分子之间通过加成反应生成高分子。加成聚合的产物叫加聚物—CH2—CH2—[]nnCH2＝CH2催化剂加聚反应CH2=CH2+CH2=CH2+CH2=CH2+......共轭二烯烃加聚一定条件nCH2=CH

CH=CH2“两头开，双变单，单变双”烯烃共聚由两种或两种以上单体发生的加聚反应nCH2=CH2+nCH2=CHCH3

一定条件[CH2

CH

=CH

CH2]n[CH2

CH2

CH

CH2]nCH3[CH2

CH2

CH2

CH]nCH3“分别单体，再相连”加聚反应加聚反应的特点(1)单体一般含有碳碳双键、碳碳三键等不饱和键。(2)原子利用率为100%，没有小分子物质生成。(3)加聚物链节的化学组成与单体的化学组成相同。(4)加聚物的平均相对分子质量为单体的相对分子质量的整数倍。无双键单烯烃加聚单烯烃共聚将链节的两个半键闭合即为单体。[

]CHCH2Cln单体CH=CH2Cl将链节中每两个碳断开，再将两个半键闭合即为单体。[CH2

CH2

CH

CH2

CHCH2]nClCH3单体CH2=CH2CH=CH2ClCH3CH=CH2加聚物推单体有双键炔烃加聚或共聚共轭二烯烃加聚或共聚将链节的两个半键闭合即为单体。[CH=CH

]n单体HC≡CH[CH2

CH

=

C

CH2

CHCH2]nClCH3单体

CH2=CH

C=CH2ClCH3CH=CH2加聚物推单体(1)凡链节主链中只有碳原子,并存在碳碳双键结构的聚合物,其规律是“见双键,四个碳;无双键,两个碳”。从一端划线断开,隔一键断一键,然后将半键闭合,即单、双键互换。

(2)凡链节主链上有多个碳原子(n>2)，且含有碳碳双键的高聚物，若采用“见双键，四个碳”的断键方式，链节主链两边分别剩下1个碳原子，无法构成含双键的单体时，则可能是含有碳碳三键的化合物参与了加聚反应。归纳小结

这种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）。（1）在生成缩聚物的同时，还伴有小分子的副产物（如H2O等)的生成（2）一般的缩聚反应多为可逆反应（3）为提高产率，并得到具有较高聚合度的缩聚物，需要及时移除反应产生的小分子副产物。缩聚反应单体COOHCOHOCOOCH2CH2OCO[]nHOHCH2CH2OHHOnn+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个单体两个单体2n-1n-1缩聚反应缩聚反应①羟基羧基缩聚催化剂OnHOCCH2OH+(n-1)H2OH[]OHOCCH2On单体链节端基原子端基原子团OHOCCH2OHOHOCCH2OHOHOCCH2OHOHOCCH2OH②氨基羧基缩聚nH2NCH2

COOH催化剂[]HNCH2nHOOHC+(n-1)H2O一个单体缩聚反应单体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个单体两个单体2n-1n-1(2)由两种单体发生的缩聚反应①二元酸与二元醇③羟基羟基缩聚nHOCH2CH2

OH催化剂HOCH2CH2OH[]n+(n-1)H2Onn②二元酸与二胺(CH2)2NH2H2N+n+

(2n-1)H2O催化剂COOHCOHOn(CH2)4CO(CH2)2NHCO[]nHOH(CH2)4NH③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缩聚物单体的推断方法常用“切割法”如第一步：去掉缩聚物结构简式中的方括号与“n”，变为小分子第二步：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。缩聚物推单体

如H

OH结构的，其单体必为一种，在链节的-NH上加氢原子、羰基上加羟基，所得氨基酸为单体。如H

OH的单体是缩聚物推单体

从酯基中间断开，在羰基上加羟基，在氧原子上加氢原子得到羧酸和醇。缩聚物推单体缩聚物推单体类别加聚反应缩聚反应单体特征含不饱和键(如)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、氨基酸等加聚反应和缩聚反应的比较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加聚反应和缩聚反应的比较1.塑料塑料主要成分加工助剂合成树脂实例：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、脲醛树脂增塑剂热稳定剂着色剂提高柔韧性提高耐热性赋予塑料各种颜色二、通用高分子材料热塑性塑料(聚乙烯,聚氯乙烯,聚丙烯等)塑料分类热固性塑料（环氧树脂、酚系树脂如酚醛塑料、聚酯树脂）特性：受热时软化并可熔化成流动的液体，冷却后变成固体，加热后又熔化，可反复加工，多次使用特性：在制造过程中受热时能变软塑成一定的形状，但加工成型后就不会受热熔化线型结构，链状结构，可以反复加热熔融加工体型结构，网状结构。不能加热熔融，只能一次成型物质的结构决定其性质的原则同样适用于高分子二、通用高分子材料塑料可以反复加热熔融加工聚乙烯、聚氯乙烯等不能加热熔融，只能一次成型酚醛树脂、脲醛树脂等热固性塑料热塑性塑料具有长链状的线型结构。受热时，分子间作用力减弱，易滑动；冷却时，相互引力增强，会重新硬化。因此能反复加热软化和冷却硬化。线型结构不带支链的带支链的热固性塑料第一次加热时软化流动，到一定温度时链与链间会形成共价键，产生一些交联，形成体型网状结构，硬化定型。此后再次加热时不能软化。体型(网状)结构交联的热塑性塑料二、通用高分子材料为什么低密度聚乙烯比高密度聚乙烯的软化温度低、密度也低？高分子链越长高分子链之间越密相对分子质量越大链之间易于接近高分子链之间的作用力越大软化温度和密度越高

低密度聚乙烯的主链有较多长短不一的支链，支链结构有碍碳碳单键的旋转和链之间的接近，链之间的作用力就比高密度聚乙烯的小，软化温度和密度也就较低。

高密度聚乙烯的支链较少，链之间易于接近，相互作用力较大，软化温度和密度都较高。思考与讨论分组编号ⅠⅡ实验步骤①苯酚+甲醛+浓盐酸①苯酚+甲醛+浓氨水产品外观加热试验酒精溶解结构特点②水浴加热15min③洗净、烘干米黄色略带粉色软化（热塑性）不软化（热固性）溶解不溶解线型结构网状结构淡黄色实验现象（2）酚醛树脂①苯酚与甲醛在酸催化下

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。二、通用高分子材料纤维化学纤维棉花羊毛木材草类人造纤维：利用天然高分子化合物，经过一系列的化学处理和机械加工而制得的纤维，也叫再生纤维。如粘胶纤维等合成纤维：用石油、天然气、煤和农副产品等不含天然纤维的物质为原料加工制得单体，经聚合反应制成的纤维（如：“六大纶”、碳纤维、光导纤维等）天然纤维纤维的分类(4)橡胶的硫化

天然橡胶和顺丁橡胶均呈线型结构，分子链较柔软，性能较差。而且分子中存在

碳碳双键，易加成也易被氧化，直接加工成用品使用容易老化。

将橡胶与硫等硫化剂混合后加热，硫化剂将聚合物中的碳碳双键打开，以二硫键

(—S—S—)等，把线型结构连接为网状结构，得到既有弹性又有强度的硫化橡胶。

这一加工过程称为橡胶的硫化。

橡胶的硫化交联的程度不宜过大，否则会使橡胶失去弹性。

顺丁橡胶具有很好的弹性，耐磨、耐寒性好，主要用于制造轮胎。合成橡胶单体：CH2=CH-CH=CH21,3-丁二烯顺丁橡胶合成方程式为请观察顺丁橡胶的结构特点，实验室中哪些试剂瓶的瓶塞不能选用橡胶塞？

顺丁橡胶中存在碳碳双键，易发生加成反应和氧化反应，所以盛放溴水、酸性高锰酸钾溶液、浓硝酸、浓硫酸、汽油等的试剂瓶，不能用橡胶塞。合成橡胶思考与讨论橡胶硫化是将橡胶与硫等硫化剂混合后加热，硫化剂将聚合物中的碳碳双键打开，以二硫键(—S—S—)等，把线型结构连接为网状结构，得到既有弹性又有强度的硫化橡胶。

顺丁橡胶能否直接用于制造汽车轮胎？该聚合物呈线型结构，分子链较柔软，性能较差。合成橡胶思考与讨论含有强亲水基团的支链，如羧基、羟基、酰氨基等。1）结构特点：2）合成方法：①对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性，在它们的主链上再接上带有强亲水基团的支链（如丙烯酸钠），在交联剂作用下形成网状结构，以提高吸水能力。1）结构特点：2）合成方法：①对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性，在它们的主链上再接上带有强亲水基团的支链（如丙烯酸钠），在交联剂作用下形成网状结构，以提高吸水能力。高吸水性树脂《时代周刊》评出20世纪最伟大的100项发明，其中“尿不湿”榜上有名3）性能：

不溶于水，也不溶于有机溶剂，与水接触后在很短的时间内溶胀，可吸收其本身质量的数百倍甚至上千倍的水，同时保水能力要强，还能耐一定的挤压作用。高吸水性树脂

在干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤，还可用于婴儿纸尿裤等。如在苗木根部放上一些吸足了水的高吸水性树脂,可以使苗木在生长发育过程中有充足的水分。4）应用：高吸水性树脂

在橡胶工业中，天然橡胶与合成橡胶一般都要经过硫化工艺，将橡胶的线型结构转变为网状结构。在制备高吸水性树脂时也要加入少量交联剂，以得到具有网状结构的树脂。思考为什么要将橡胶和高吸水性树脂转变为网状结构。

天然橡胶分子内存在较活泼的碳碳双键，容易发生老化。橡胶硫化后，线型结构转变为网状结构。这使硫化橡胶具有很好的弹性、较高的硬度和耐磨性，不易变黏，在有机溶剂中不易溶解，只发生溶胀。

高吸水性树脂在交联前一般是水溶性的，不具备吸水性。形成网状结构后，它可利用分子中大量的羧基、羟基等基团与水分子之间产生氢键等作用，吸收水分子，并且通过网状结构将水分子束缚在高分子网格中，形成溶胀的凝胶体。这种凝胶体的保水能力很强，在一定压力下也不易失水。思考与讨论尿不湿所用的材料是高吸水性树脂（常用网状结构的聚丙烯酸钠）。聚丙烯酸钠的合成：CH2=CHCOOH→CH2=CHCOONa→聚丙烯酸钠

在橡胶工业中，天然橡胶与合成橡胶一般都要经过硫化工艺，将橡胶的线型结构转变为网状结构。在制备高吸水性树脂时也要加入少量交联剂，以得到具有网状结构的树脂。思考为什么要将橡胶和高吸水性树脂转变为网状结构。高吸水