化工导论课件 第5章_高分子合成材料

3．下列说法中正确的是
()
A．油脂是高级脂肪酸甘油酯，其相对分子质量较大，是有机高分
子
B．聚乙烯是由乙烯经加聚反应合成的，所以聚乙烯和乙烯的化学
性质相同
C．聚乙烯是由乙烯经加聚反应合成的，但是聚乙烯的基本结构和
乙烯的结构不同
D．某聚乙烯塑料的相对分子质量为28 000，则其高分子链节的相
对质量一定是1 000
正确的是
()
A．
C． 【答案】B
B． D． CH3CHCHCH3
5．下列有关聚1，3－丁二烯的说法错误的是
()
A．结构简式为 CH2==CH—CH==CH2
B．链节为—CH2—CH==CH—CH2— C．物质中存在聚合度不同的高分子链
D．能与酸性KMnO4溶液反应 【答案】A
【解析】结构简式为 CH2—CH==CH—CH2 ，A 错误。
如 HOCH2CH2OH。
的 单 体 为 HOOCCOOH 和
(3)凡链节中含有
的聚合物，其单体一般为氨基酸，将
中的 C—N 键断开，
上加—OH，—NH—上加—H。如
的单体为 H2NCH2COOH 和
[典例精练] 聚维酮碘的水溶液是一种常用的碘伏类缓释消毒剂，聚维 酮通过氢键与HI3形成聚维酮碘，其结构表示如下：
催△化剂_______聚__－__6_－__羟__基__己__酸＋__酯(_n_－__1_)_H_2_O_。
(2)当单体是两种物质时，生成的小分子的物质的量一般为_2_n_－__1_， 如
＋nHO—(CH2)4—OH
催化剂 △
＋(2n－1)H2O ______聚__对__苯__二__甲__酸__丁__二__酯______________________。

①二元酸和二元醇的缩聚 如合成聚酯纤维：
②羟基羧酸的酯化缩聚
(2)氨基和羧基的缩聚 ①氨基酸的缩聚 氨基酸缩聚成聚酰胺或蛋白质 如：nH2NCH2(CH2)4COOH催――化→剂
②含双氨基与含双羧基物质的缩聚 如由间苯二甲酸和间苯二胺制备Nomx纤维：
要点二 由高聚物推单体的方法——
1．判断聚合类型 若链节主链上都是碳原子，一般是加聚反应得到的产 物；若链节主链上含有 等基团时，一般是缩聚反应的产物．
(3)凡链节主链中只有碳原子并存在
键的高聚
物，其规律是“见双键，四个碳，无双键，两个碳”画
线
断开，然后将半键闭合，即将单双键互换．如：
的单体是：
3．缩聚高聚物单体的判断
(1)凡链节为
结构的高聚物，其单体必为
一种，在亚氨基上加氢，在羰基上加羟基，即得高聚物单
体：H2N—R—COOH.
(2)凡链节中间(不在端上)含有肽键(
体．如：
的单体
如下为HOOC—COOH和HOCH2—CH2OH.
由缩聚物推断单体的步骤为： (1)去掉缩聚物结构简式中的方括号与“n”，变为小分子． (2)断开分子中的酰胺键或酯基． (3)将断开的羰基碳上连接—OH；在氧或氮原子上连接—
H，还原为单体小分子．
[例2] 使用有机材料制成的薄膜，给环境造成的“白色 污染”后果十分严重．我国最近研制成功的几种可降解 塑料结构简式如下：
)结构的高
聚物，从肽键中间断开，两侧为不对称性结构的，其
单体必为两种，在亚氨基上加氢原子，羰基上加羟基
即得高聚物单体．如：
是H2NCH2COOH和H2NCH2CH2COOH.
的单体
(3)凡链节中间(不在链端上)含有

__________________________________________________。
四、合成橡胶 1．橡胶的分类
天然
合成
2．合成橡胶
(1)顺丁橡胶 ①合成原料：__1_,3_-_丁__二__烯___。 ②合成化学方程式：_n_C_H__2_=_=_=_C_H__－__C_H_=__=_=_C_H__2 __催_化__剂____
D．高分子材料可以分为天然高分子材料和合成高分子材 料两大类
【解析】有机高分子化合物虽然相对分子质量很大，但在 通常情况下，结构并不复杂，它们是由简单的结构单元重复连 接而成的；对于一块高分子材料来说，它是由许多聚合度相同 或不同的高分子混合起来的，因而 n 是一个平均值，也就是说 它的相对分子质量只能是一个平均值。
__C__H_2_—__C_H_=__=_=_C_H__—__C_H_2___。 ③性能：顺式聚 1,3-丁二烯是_线__型__结构，分子链也较_柔__软_，
具有_弹__性__高__、_耐__磨__、__耐__寒__性__好__的特点。
(2)常用橡胶的性能和用途
名称
主要性能
主要用途
高弹性、机械强度好、电 汽车轮胎、医用手套、 天然橡胶
第二节 应用广泛的高分子材料
一、高分子化合物
1．高分子化合物的分类 蛋白质
淀粉
合成高分子
功能高分子
纤维素
复合
塑料 合成纤维 合成橡胶
二、塑料 塑料的主要成分是合成高分子化合物即_合__成__树__脂__，例如， _聚__乙__烯__、__聚__氯__乙__烯__、_聚__丙__烯__、聚苯乙烯、酚醛树脂等。为 了适应工农业生产和生活的各种要求，还需要在高分子材料中 掺入各种加工助剂来改进其性能。

共聚：单体为两种或以上
人 教 化 学 选 修5合成 高分子 化合物 的基本 方法P PT(26页 )
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P.100
思考与交流
单体名称 单体的结构简式
聚合物
丙烯
CH2=CHCH3
-CH2-CH-n CH3
丙烯腈
CH2=CHCN
2、结构： 聚乙烯是一种生活中常用的塑料
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结构呈线型
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•（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，叫做单体。
•（2）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。叫做 链节。
•（3）聚合度：高分子里含有链节的数目。通
常用n表示。
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二、加成聚合反应
1、概念：由含有不饱和键的化合物分子以加 成反应的方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。
【学与问】
• 通过聚合物的链节，可以看出聚合物的单体， 你知道下面两个聚合物由何种单体聚合而成的 吗？
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CH2=CHCl
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3、加聚反应生成高聚物的单体的判断

择决定命运，环境造就人生！
◆ 聚乙烯(PE)产品
单体: CH2=CH2
无毒，化学稳定性好，适合做食品和药物的包装材料
吹塑成型的聚乙烯薄膜
保鲜膜
3. 聚乙烯
高压较高温度引发剂
支链型 有
相对较短 相对较小 相对较低
低密度 相对较小 相对较小
较低压催化剂
线形 少有或没有 相对较长 相对较大 相对较高
高密度 相对较大 相对较大
（1）结构决定性质 （2）由于碳碳单键可以旋转，所以高分子链不可能一
线型结构的脲醛树脂
O
O
H 2NCN H 2+2HCH O
H OC H 2 H NCN HC H 2 O H
O nH OC H 2 H NCN HC H 2 O H
O HOC H 2 H NCN HC H 2 n O H +(n -1 )H 2 O
网状结构的脲醛树脂(1)
网状结构的脲醛树脂(2)
第五章 进入合成有机高分子化合物的时代
第二节 应用广泛的高分子材料
第一课时
高分子化合物的分类
1.按来源
天然高分子化合物
高 分
如淀粉、纤维素、蛋白质等
子
化
合
物 合成高分子化合物
三大合成材料
一、塑料 1. 主要成分：合成高分子化合物，即合成树脂。
塑料=树脂+添加剂
2.分类（按受热时的特征）
热塑性塑料(聚乙烯, 聚氯乙烯, 聚丙烯等)
是条直线，只能呈不规则的卷曲状态，因此高分 子化合物具有一定的弹性
（3）影响高分子化合物熔点、密度的因素 ①高分子链越长——相对分子质量越大——分子间作 用力越强——熔点、密度越高 ②链与链之间越密——链之间的作用力越大——熔点、 密度越高

[CH —CH ]n CH3 CH3
③nCH2=C—CH=CH2 一定条件 CH3
[CH2-C=CH-CH2]n CH3
④ nCH2=CH2 + nCH3-CH=CH-CH3 一定条件 [CH2—CH2—CH —CH ]n CH3 CH3
⑤ nCH2=CH2 + nCH2=CH-CH=CH2 一定条件
3.加聚反应的特点：
(1)单体必须是含有双键、叁键等不饱和键的化合物。 例如：烯、 二烯、炔、醛等含不饱和键的化合物。
(2)加聚反应只发生在不饱和键上 (3)没有小分子物质生成，原子利用率为100% (4)加聚反应生成的聚合物的平均相对分子质量为单体
的相对分子质量的整数倍
4.加聚反应的几种常见类型 (1)仅由一种单体发生的加聚
3.书写规律 由一种单体发生的缩聚反应,生成的小分子的物质的量为 n-1， 由两种单体发生的缩聚反应,生成的小分子的物质的量为 2n-1。
O
O
催化剂
nHO C(CH2)5OH
HO [ C(CH2)5O]nH
+ (n-1)H2O
O HO C
O
催化剂
C OH + n HO (CH2)4 OH
O
HO [ C
第五章合成高分子 第一节 合成高分子的基本方法
新型冠状病毒肺炎疫情期间,大家已经习惯在公共场台带上口罩,你
知道口罩的材料是什么吗？它又是如何合成的？
聚丙烯
n CH3CH=CH2 一定条件
[ CH CH2]n
CH3
一、加成聚合反应 1.定义：由不饱和的低分子化合物以加成反应的形式结合成高分子 化合物的反应叫做加成聚合反应，简称加聚反应。
单体

蛋白质等。
(2)合成高分子
一种单体：一般在单体名称前加“聚”字，如
聚乙烯、聚丙烯等
合 高分成子两种单体①加 二在“ 酯缩聚等合”产，物如或聚两对种苯单二体甲前酸乙
②在两种单体名称后加上 “树脂”，如酚醛树脂等
(3)合成橡胶：通常在单体名称后加上“_橡__胶___”，如顺丁橡胶等。 (4)合成纤维的名称常用“_纶__”，如氯纶(聚氯乙烯纤维)、腈纶(聚丙烯腈 纤维)等。
线型
呈卷曲状
塑性
柔软度和溶解度较线型高分子的大，
主链上有长支链和短支链，分子
支链型
密度、强度和软化温度低于线型高
排列松散，分子间作用力弱
分子
线型或支链型高分子以化学键交 柔软度降低，刚性提高，不能熔融，
网状型
联，形成网状结构
在溶剂中会发生溶胀，但不能溶解

典例应用
1．线型脲醛树脂再通过交联形成网状结构，网状结构片段如下图所示(图 中 表示链延长)。下列说法不正确的是 A．形成线型结构的过程发生了缩聚反应
3．实验室制取少量酚醛树脂的过程如下：在大试管中加入2.5 g苯酚，加入2.5
mL质量分数为40%的甲醛溶液，再加入1 mL浓盐酸，加热，等反应不再剧烈
进行后，再加热一会儿，即可看到黏稠的近似固体的酚醛树脂。回答下列问
题：
(1)浓盐酸在该实验中的作用是_催__化__剂___。
(2)加热的方式是___B_____(填字母)。
手性碳原子是连有四个不同原子或原子团的碳原子，
，
该物质含有手性碳原子(标*处)，A 正确；分子中含羟基、酰胺基、碳溴 键、酚羟基，能与碳酸钠、盐酸反应，但是不能和碳酸氢钠反应，B 错 误；酚羟基含有 2 个邻位 H 原子，可与单质溴发生取代反应，另外碳 碳双键能和单质溴发生加成反应，所以最多消耗单质溴 3 mol ，C 错误； 分子中含 2 个酰胺基、1 个碳溴键、1 个酚羟基均能和氢氧化钠反应，1 mol 该物质与足量 NaOH 溶液反应，最多可消耗 4 mol NaOH，D 错误； 故选 A。

1：2 加成
+(n-1) H2O
nH2NCONH2 + 2nHCHO
三.通用高分子材料——合成纤维
1. 纤维的分类
天然纤维
化学纤维
棉花 羊毛蚕丝 麻
合成纤维
涤纶
锦纶
腈纶
丙纶
维纶
氯纶
六大纶
以各种单体为原料经聚合反应制成
强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、质轻保暖；但透气性、吸湿性较差。
再生纤维
(2)热固性塑料：不能加热熔融，只能一次成型 (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 )。如用具有不同结构的酚醛树脂等制成的塑料。
线型结构，链状结构
网状结构，体型结构
物质的结构决定其性质的原则同样适用于高分子。
思考：同样的聚乙烯原料，为什么合成的塑料性能不同？
应用
性能
结构
结构特点
性质特点
线型
没有支链的长链分子，且大多数呈卷曲状
受热后熔化，冷却后固化，具有热塑性
可反复加工，多次使用,能溶解在适当的有机溶剂里
支链型
主链上有长支链和短支链，分子排列松散，分子间作用力弱
柔软度和溶解度较线型高分子的大，密度、强度和软化温度低于线型高分子
网状
线型或支链型高分子以化学键交联，形成网状结构
二.通用高分子材料——塑料
1.塑料的成分
主要成分是合成树脂例如：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、脲醛树脂辅助成分是各种加工助剂
增塑剂：提高柔韧性热稳定剂：提高耐热性着色剂：赋予塑料各种颜色
2.塑料的分类
(1)热塑性塑料：可以反复加热熔融加工 (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)。如聚乙烯、聚氯乙烯等制成的塑料。

之间 —
的作
用力 — 高分子链之间的__疏__密__远__近___
b．影响低密度、高密度聚乙烯熔点、密度的主要因素
类型
结果
低密度聚乙烯
高密度聚乙烯
因素
支链 分子间作用力
支链较___多___
支链较__少____
低密度聚乙烯___小__于___高密度聚乙烯
熔点、密度
低密度聚乙烯___低__于___高密度聚乙烯
第五章 合成高分子
第二节 高分子材料
学习目标
核心素养
1.宏观辨识与微观探析：从身边常见的通用高分子 1.结合典型实例，认 材料、功能高分子材料入手，了解高分子合成材料
识 塑 料 、 合 成 橡 胶 、的分类、结构和性能及主要用途，能从物质的微观
合 成 纤 维 的 组 成 和 层面理解线型结构、体型结构和性质的关系。
生 成 __二__羟__甲__基__苯__酚____( 如
) 、 ___三__羟__甲__基__苯__酚___
(
)继续反应生成___网__状___结构的酚醛树脂。
③酚醛树脂的用途 酚 醛 树 脂 主 要 用 作 __绝__缘____ 、 ___隔__热___ 、 阻 燃 、 隔 音 等 器 材 和 ___复__合___材料，如烹饪器具手柄，家用电器开关等。
生产瓶、桶、板、管等，相对 生产食品包装袋、薄膜、
分 子 质 量 更 大 的 (>106) 可 用 于 绝缘材料等
制造防弹服、防弹头盔等
②低密度、高密度聚乙烯熔点、密度区别的原因
a．高分子熔点、密度的影响因素
高分 子链
—
链的__长__短___
—
高分子链_越__长____，高分子相对分子质量 __越__大___，高分子链之间的作用力__越__大___

课堂•重难突破
一 常见的加聚反应和缩聚反应类型
重难归纳
1.加聚反应的常见类型。
(1)一种烯烃单体的聚合反应。
例如,由乙烯聚合得到聚乙烯就属于此反应类型。
(2)一种二烯烃单体的聚合反应。
例如,1,3-丁二烯的加聚反应就属于此反应类型。
nCH2 CH—CH CH2
CH2—CH CH—CH2
(3)不同烯烃的聚合反应。
为
。能发生缩聚反应的化合物有a、c、f。
典例剖析
根据题目要求写出相关化学方程式。
(1)乙丙橡胶(
)是以乙烯和丙烯为
主要原料合成的,化学方程式为
(2)聚乳酸(
。
)是一种微生物降解高分子,由乳酸
在一定条件下通过缩聚反应合成,化学方程式为
。
答案:(1)nCH2 CH2+nCH2 CHCH3
(2)
+(n-1)H2O
是缩聚反应。
学以致用
按要求完成填空。
(1)合成橡胶(
)由两种单体
通过加聚反应合成,该反应的化学方程式为
(2)高分子材料(
过缩聚反应合成,该反应的化学方程式为
。
)由两种单体通
。
答案:(1)
+
(2)nHOCH2CH2OH+nHOOCCOOH
+(2n-1)H2O
随 堂 训 练
1.某合成高分子的结构如图:
用“见双键,四个碳”的断键方式,链节主链两边只剩下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。
如
的单体是
、
和 CH2 CH2。
3.缩聚产物单体的判断方法。
(1)若聚合物为 HO—ROH、