第五章
合成高分子
第一节 合成高分子的基本方法
学习导航 1.了解合成高分子的组成与结构特点，能依据合成高分子的结构分析其链节和单体。
2.了解加聚反应和缩聚反应的特点。
3.能用常见的单体写出简单的聚合反应方程式和聚合物的结构式。
4.从有机高分子的结构特点出发，掌握合成有机高分子的基本方法，培养推理、概括能力。
教学过程 一、有机高分子化合物
1．概念
由许多低分子化合物以共价键结合成的，相对分子质量很大(通常在104以上)的一类化合物。
2．基本概念
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
↓聚合
高聚物—由单体聚合而成的相对分子质量较大的化合物
↓单元
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
↓数目
聚合度—高分子链中含有链节的数目，通常用n表示
例如：
【归纳总结】
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10 000以上 1 000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 若干重复结构单元组成 单一分子结构
性质 物理、化学性质有较大差别
二、合成高分子化合物的基本反应类型 1．加成聚合反应(加聚反应)
(1)概念
由含有不饱和键的化合物分子以加成反应的形式结合成高分子化合物的反应。
(2)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(例如：烯、二烯、炔、醛等)。
①反应只生成高聚物，没有副产物产生。
①聚合物链节的化学组成跟单体的化学组成相同。
①聚合物相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍。
(3)常见的加聚反应
①丙烯的加聚：
nCH2==CH—CH3―――→催化剂。
①1,3-丁二烯的加聚：nCH2==CH—CH==CH2――→催化剂
CH2—CH==CH—CH2。
2．缩合聚合反应(缩聚反应)
(1)概念
有机小分子单体间反应生成高分子化合物，同时生成小分子化合物的反应。
合成高分子化合物的基本方法
为什么有些物质透明，有些则不透明？如果一束可见光通过薄膜，这束光完全不受任何影响，如入“无人之境”，就称这薄膜是透明的；但如果有一部分入射光被反射或者改变方向，使前进方向光线减弱、模糊，则这薄膜就不透明了。玻璃、食盐和明矾的晶体、许多宝石以及水和油等液体都透明。透明这一物理特性与物质的结构有关。同是聚乙烯，软的透明而硬的则不透明，这是为什么呢？同是软的薄膜，但聚丙烯就不透明，这又是为什么呢？
透明的聚乙烯薄膜主要用于农村温室或食品包装，柔软而易被拉伸。红外光谱剖析表明：其分子中的主链，每1000个亚甲基(—CH2—)大约连接20～30个甲基；但不透明且较硬的聚乙烯，则只连接3个甲基。1 g透明物结晶部分约0.4 g～0.5 g，密度小；而1 g不透明物结晶部分0.6 g～0.9 g，密度大；熔点分别为115℃和135℃，由于有支链，故熔点下降。对于聚合物，由于结晶好，分子排列紧密，质点尺寸超过可见光波长的1/20以上，引起光散射，因而失去透明性。对于无机盐晶体，虽然也排列规整，但颗粒尺寸小，间距足够大，故仍然透明。聚丙烯的结晶部分为0.6～0.7 g(相对于1 g材料)，形成带状和微丝状紧密排列的结构，并且内部还存在很多空隙，对光散射，因而透明性差。
这一节我们将重点学习合成高分子化合物的基本方法——加成聚合反应和缩合聚合反应。
①研习教材重难点
研习点1：加成聚合反应
1.链节、聚合度
以聚乙烯为例（见下表）：
涵义或表达式 三者间的关系
单体
CH2==CH2 聚乙烯是由简单的结构单元—CH2—CH2—重复n次连接而成的 高分子聚合物
链节 —CH2—CH2—
聚合度 n
把—CH2—CH2—叫聚乙烯结构单元，结构单元也叫链节。n表示每个高分子里链节的重复次数，也叫聚合度。
2. 加聚反应的类型
加聚反应是形成高分子化合物的重要类型。参加反应的单体一般都要求有双键。(通常为C==C，有时也可为C==O)。常见加聚反应的类型有：
第五章 进入合成有机高分子化合物的时代
第一节 合成高分子化合物的基本方法
一、合成高分子化合物的基本反应类型
1．加成聚合反应(简称加聚反应)
(1)特点
①单体分子含不饱和键(双键或三键)；
②单体和生成的聚合物组成相同；
③反应只生成聚合物。
(2)加聚物结构简式的书写
将链节写在方括号内，聚合度n在方括号的右下角。由于加聚物的端基不确定，通常用“—”表示。如聚丙烯的结构式。
(3)加聚反应方程式的书写
①均聚反应：发生加聚反应的单体只有一种。如
②共聚反应：发生加聚反应的单体有两种或多种。如
2．缩合聚合反应(简称缩聚反应)
(1)特点
①缩聚反应的单体至少含有两个官能团； ②单体和聚合物的组成不同；
③反应除了生成聚合物外，还生成小分子；
④含有两个官能团的单体缩聚后生成的聚合物呈线型结构。
(2)缩合聚合物(简称缩聚物)结构简式的书写
要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团。如
(3)缩聚反应方程式的书写
单体的物质的量与缩聚物结构式的下角标要一致；要注意小分子的物质的量：一般由一种单体进行缩聚反应，生成小分子的物质的量为(n－1)；由两种单体进行缩聚反应，生成小分子的物质的量为(2n－1)。
①以某分子中碳氧双键中的氧原子与另一个基团中的活泼氢原子结合成水而进行的缩聚反应。
②以醇羟基中的氢原子和酸分子中的羟基结合成水的方式而进行的缩聚反应。
③以羧基中的羟基与氨基中的氢原子结合成H2O的方式而进行的缩聚反应。
特别提醒 单体与链节不同，如单体是CH2===CH2，链节为—CH2—CH2—，加聚物与单体结构上不相似，性质不同，不为同系物。如分子中无。
3．加聚反应与缩聚反应的比较
加聚反应
缩聚反应
不同点 反应物 单体必须是不饱和的 单体不一定是不饱和的，但必须要含有某些官能团
生成物 生成物只有高分子化合物 生成物除高分子化合物外，还有水、卤化氢、氨等小分子化合物
有机高分子化合物的合成方法及应用
在我们的日常生活中，有机高分子化合物无处不在。从我们身上穿的衣物、使用的塑料制品，到建筑材料、医疗用品等，都离不开有机高分子化合物。那么，这些神奇的物质是如何合成的？它们又有哪些广泛的应用呢？
一、有机高分子化合物的合成方法
1、 加聚反应
加聚反应是一种将不饱和的单体通过加成聚合形成高分子化合物的方法。例如，乙烯分子（CH₂=CH₂）在一定条件下可以发生加聚反应，形成聚乙烯（CH₂CH₂n）。在这个过程中，双键打开，多个乙烯分子相互连接，形成长长的链状分子。加聚反应的特点是反应过程中没有小分子生成，产物的化学组成与单体相同。
2、 缩聚反应
缩聚反应则是由具有两个或两个以上官能团的单体，通过官能团之间的缩合反应形成高分子化合物，同时产生小分子副产物（如水、醇等）。例如，对苯二甲酸（HOOC C₆H₄ COOH）和乙二醇（HO
CH₂ CH₂ OH）通过缩聚反应可以生成聚酯纤维（聚对苯二甲酸乙二醇酯，PET）。缩聚反应相对复杂，需要严格控制反应条件，以确保高分子的分子量和性能。 3、 开环聚合
开环聚合是指环状单体在引发剂或催化剂的作用下，开环形成线性高分子化合物的过程。比如，环氧乙烷可以通过开环聚合形成聚环氧乙烷。这种方法常用于合成一些具有特殊性能的高分子，如聚醚类高分子。
二、有机高分子化合物的应用
1、 塑料
塑料是我们最常见的有机高分子材料之一。聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等塑料具有轻便、耐用、耐腐蚀等优点，广泛应用于包装、日用品、电器外壳等领域。例如，超市里的塑料袋、塑料瓶，家里的塑料盆、塑料玩具等，都是由各种塑料制成的。
2、 纤维
纤维材料如聚酯纤维（PET）、尼龙、腈纶等，具有良好的强度和柔韧性，被用于纺织业制作衣物、地毯、窗帘等。这些合成纤维不仅具有优异的性能，而且可以通过不同的加工工艺和配方，实现各种颜色和款式的设计。
3、 橡胶
橡胶具有良好的弹性和耐磨性，是制造轮胎、密封件、橡胶管等产品的重要材料。天然橡胶存在一些局限性，而通过合成方法得到的丁苯橡胶、顺丁橡胶等，在性能上得到了优化和改进，能够更好地满足不同的使用需求。 4、 涂料和胶粘剂
