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合成高分子的基本方法
第五章　合成高分子
1.了解合成高分子的組成與結構特點，能依據合成高分子的結構分析其鏈節和單體。
2.了解加聚反應和縮聚反應的特點。
3.能用常見的單體寫出簡單聚合反應的化學方程式和聚合物的結構簡式(重點)。
4.從有機高分子的結構特點出發，掌握合成有機高分子的基本方法，培養推理、概括能力。
什么是高分子？
通用高分子：
塑料、合成纖維、合成橡膠
天然高分子:
淀粉、纖維、天然橡膠
施陶丁格
功能高分子：
高吸水性樹脂、高分子分離膜、醫用高分子等
功能化
智能化
現代化
“在人類歷史上，幾乎沒有什么科學像高分子科學這樣對人類社會做出如此巨大的貢獻。”
有機高分子
有機高分子化合物
低分子有機物
相對分子質量
相對分子質量的數值
分子的基本結構
性質
聯系
很大(通常104～106)
1000以下
平均值
有明確的數值
單一分子結構
由若干個重復結構單元組成
在物理、化學性質上有較大差異
以低分子有機物為原料，經聚合反應得到各種相對分子質量不等的同系物組成的混合物（高分子），也稱為聚合物
一、加成聚合反應
由含有不飽和鍵的化合物分子以加成反應的形式結合成高分子化合物的反應叫加成聚合反應，簡稱加聚反應。
1.概念：
如：
n CH2==CH ??催化劑?????? [ CH2—CH ] n
?
Cl
—
Cl
—
氯乙烯
聚氯乙烯
單體
聚合度
—CH2—CH—
Cl
鏈節
最小重復結構單元
聚合物的平均相對分子質量
＝鏈節的相對質量 × n
加聚物
含有鏈節的數目
2.特點
單體必須是含有雙鍵、三鍵等不飽和鍵的化合物(烯、炔、醛等)
反應只生成高聚物，沒有副產物產生
聚合物鏈節的化學組成跟單體的化學組成相同
聚合物相對分子質量為單體相對分子質量的整數倍
Mr(平均)＝鏈節的相對質量 × n
一、加成聚合反應
3. 加聚反應常見的類型
(1)①一種單體的加聚(烯烴或炔烴加聚)
nCH2==CH2 ??催化劑?????? [ CH2—CH2 ] n
?
nCH≡CH ??催化劑?????? [ CH==CH ] n
?
②二烯烴加聚
nCH2==CH—CH==CH2 ??一定條件?????? [CH2—CH==CH—CH2 ] n
?
(2)混聚：由兩種或兩種以上單體發生的加聚反應
nCH2==CH2+ n CH==CH2 ??一定條件?????? [CH2—CH2—CH—CH2 ] n
?
CH3
—
CH3
—
“兩頭開，雙變單，單變雙”
“分別單體，再相連”
(3)特殊加聚
甲醛（HCHO）的加聚：nHCHO
催化劑
聚甲醛（人造象牙）
乙炔（HC≡CH）的加聚：nHC≡CH
催化劑
聚乙炔（導電塑料）
環氧乙烷（ ））的加聚：n
催化劑
聚環氧乙烷—開環聚合成線型聚醚
4.加聚物單體的判斷方法
無雙鍵
單烯烴加聚
單烯烴共聚
將鏈節的兩個半鍵閉合即為單體。
[
]
CH—CH2
Cl
n
單體
CH=CH2
Cl
將鏈節中每兩個碳斷開，
再將兩個半鍵閉合即為單體。
[ CH2— CH2—CH—CH2—CH—CH2 ]
n
Cl
CH3
單體
CH2=CH2
CH=CH2
Cl
CH3CH=CH2
4.加聚物單體的判斷方法
有雙鍵
炔烴加聚或共聚
共軛二烯烴加聚或共聚
將鏈節的兩個半鍵閉合即為單體。
[ CH2=CH ]n
單體
HC≡CH
[ CH2—CH = C—CH2—CH—CH2 ]
n
Cl
CH3
單體
CH2=CH—C=CH2
Cl
CH3CH=CH2
斷鍵規律：見雙鍵，四個碳，無雙鍵，兩個碳
塑料中的“四烯”
聚乙烯
聚丙烯
聚氯乙烯
聚苯乙烯
PE
PP
PVC
PS
CH2
CH2
n
CH2
CH
n
CH3
CH2
CH
n
Cl
CH2
CH
n
1、人造象牙中，主要成分的結構是 ，它是通過加聚反應制得的，則合成人造象牙的單體是
A. (CH3)2O B. HCHO C. CH3CHO D.CH3OCH3
2、已知某高分子的結構簡式為 ，現有
4種有機化合物：① ② ③ ④
其中可用于合成該高分子的是
A. ①③④ B. ①②③ C. ①②④ D. ②③④
C
CH3—CH=CH—CN
B
二、縮合聚合反應
由單體分子間通過縮合反應生成高分子的反應稱為縮合聚合反應(簡稱縮聚反應）
1.概念：
催化劑
6-羥基己酸
聚-6-羥基己酸脂
O
nHO—
C
(CH2)5OH
+ (n-1)H2O
H
[
]
O
HO
C
(CH2)5O
n
單體
鏈節
端基原子團
端基原子
① 單體分子中至少含有兩個官能團
② 縮聚反應生成聚合物的同時，還有小分子副產物生成
③ 所得聚合物鏈節的化學組成與單體的化學組成不同
如-OH、-COOH、-NH2、-X等
如H2O、HCl等
⑥ 縮聚物結構簡式要在方括號外側寫出鏈節余下的端基原子或原子團
HO
(CH2)4
O
(CH2)2
O
H
n
C
O
C
O
2.特點
④ 多為可逆反應，為提高產率，需要及時移除反應產生的小分子副產物
⑤ 含兩個官能團的單體縮聚后生成的縮合聚合物呈線型結構
二、縮合聚合反應
COOH CH2OH
COOH CH2OH
+
n
n
催化劑
HO— —H+(2n-1)H2O
[ CCOCH2CH2O ]n
聚酯
OO
各單體物質的量與縮聚物結構簡式的下角標一般要一致
模擬聚乙二酸乙二酯的合成過程——用分子卡片模擬1個乙二酸HOOC-COOH和1個乙二醇HOCH2CH2OH分子發生酯化反應生成鏈狀化合物，逐漸加長，2個，4個，8個......
C
O
OH
C
O
HO
HO—CH2—CH2—OH
n
+
n
C
O
O—CH2—CH2—O
C
O
[
]
n
HO
H
+ (2n-1)H2O
催化劑
對苯二甲酸
乙二醇
聚對苯二甲酸乙二酯
聚對苯二甲酸乙二酯（PET）是怎樣制備的呢？
3. 常見的縮聚反應
(1)一種單體縮聚
①羥基酸縮聚
②氨基酸縮聚
H [ O—(CH2)5—C] nOH
O
=
+(n-1)H2O
nHO(CH2)5COOH
6-羥基己酸
nH2N—CH2—COOH
H [ N—CH2—C] nOH
O
=
+(n-1)H2O
(酸脫羥基氨脫氫)
(酸脫羥基醇脫氫)
—
H
(2)兩種單體縮聚
①二元酸與二元醇縮聚
對苯二甲酸
聚對苯二甲酸丁二酯
＋(2n－1)H2O
O O
HO [C— —C—O—(CH2)4—O] nH
②二元酸與二胺縮聚
己二酸
聚己二酰己二胺
＋(2n－1)H2O
O O H
HO [C—(CH2)4—C—N—(CH2)6—NH] nH
縮聚反應中每一種單體至少有雙官能團，且可以反應縮去小分子：
常見雙官能團－OH －COOH －NH2
聚酯類和水
聚酰胺類和水
具有什么特征的物質可以發生縮聚反應？
反應原理：酸脫羥基、醇（氨）脫氫
由一種單體縮聚，小分子的量為（n-1）
由兩種單體縮聚，小分子的量為（2n-1）
找出下列高分子的單體，并按要求填空。
(1)錦綸( )的單體為________________，反應類型為_____________。
H2N(CH2)5COOH
縮聚反應
其單體必為一種
去掉中括號和n即可
(2)滌綸( )的單體為
_____________________________________，制備滌綸的化學方程式為
_________________________________________________________
_________________________________________________________。
、HOCH2CH2OH
＋nHOCH2CH2OH
＋(2n－1)H2O
酯基
酸加羥基、醇加氫
其單體必為兩種
斷開酯基
COOH
HOOC
COOH
n HOOC
催化劑
O O
HO [C— —C—OCH2CH2—O] nH
4.縮聚物單體的判斷方法
通過縮聚反應獲得的聚合物，判斷其單體，不僅要看鏈節，還要判斷它是通過哪一類反應縮合而來。要關注的細節，找到關鍵處，斷鍵補上端基原子(團)即可。
H — OCH2C — OH
[
]n
O
HOCH2COOH
其單體必為一種，去掉中括號和n，即為單體。
（1）若高聚物為 、 、
HO
RO
H
[
]
n
H
[
]
O
HO
C
-R-O
n
[
]
H
HN—
R—
n
O
OH
C
鏈節不含酯基和酰胺鍵 ，一去即為單體。
HO — C — — C —OCH2CH2 — OH
[
]n
O
O
HOOC — — COOH HOCH2CH2 OH
補—H
補—OH
（2）鏈節中含有酯基 或肽鍵 結構的聚合物，其單體可以繼續拆解，從酯基或肽鍵部位斷開，補上氫原子或羥基即可。
—C—
O
O—
—C—
O
NH—
鏈節中含有酯基或肽鍵結構的聚合物，一去二斷三補。
加聚反應
縮聚反應
單體
聚合物
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}比較項目
加聚反應
縮聚反應
單體官能團
聚合物結構特點
至少含有兩種以上的官能團，如：羧基和羥基；羧基和氨基…
含有碳碳雙鍵、碳碳三鍵等不飽和鍵
鏈節中存在肽鍵或者酯基
鏈節中一般無碳碳雙鍵
1、分別寫出下列高分子化合物的單體
2、使用有機材料制成的薄膜，給環境造成的“白色污染”后果十分嚴重。我國最近研制成功的幾種可降解塑料結構簡式如下：
該塑料有良好的生物適應性和分解性，能自然腐爛分解。試回答下列問題：
(1)可降解塑料A、B、C對應的三種單體依次是:

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