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第五章 合成高分子
第一節 合成高分子的基本方法
什么是無紡布？
無紡布PP：主要材料是聚丙烯
聚丙烯：是丙烯通過加成聚合反應生成的有機高分子聚合物
什么是有機高分子呢？
1.通過氯乙烯加聚反應的斷鍵和成鍵特點，認識加聚反應的微觀本質；
2.了解高分子的單體、鏈節、聚合度和平均相對分子質量等基本概念，認識單體、鏈節與高分子結構的關系；
3.認識縮聚反應的微觀本質，正確判斷縮聚產物的鏈節和端基，以及小分子生成物及其個數；
4.能通過分析縮聚物的結構推測相應的單體。
一、有機高分子
1.有機高分子與小分子化合物的區別
物質 小分子化合物 有機高分子
相對分 子質量 有明確的數值，一般在1000以下
類別 純凈物
結構 具有單一結構
沒有明確的數值，只是一個平均值,通常在104以上
混合物
由若干個重復結構單元組成
2.高分子的合成
①單體：能合成高分子的小分子物質被稱為單體。
例：CH2=CH2
②鏈節：高分子中重復的結構單元稱為鏈節
例：—CH2—CH2—
③聚合度：高分子中含有鏈節的數目稱為聚合度，通常用n表示
④聚合物：聚合反應生成的產物叫做聚合物
聚合物為混合物，沒有固定的熔沸點。
nCH2=CH2 [ CH2—CH2 ]n
催化劑
單體
聚合物
鏈節
聚合度
3.合成高分子的基本方法:
①加成聚合反應:一般是含有雙鍵的烯類單體發生的聚合反應。
②縮合聚合反應:一般是含有兩個(或兩個以上)官能團的單體之間發生的聚合反應。
由含有不飽和鍵的相對分子質量小的小分子化合物以加成反應的形式結合成相對分子質量大的高分子的化學反應,簡稱加聚反應。
二、加成聚合反應
1.定義：
(1)僅由一種單體發生的加聚
異丁烯發生加聚反應
nCH3—C=CH2 [ C—CH2 ]n
催化劑
CH3
CH3
CH3
例如:丁二烯與乙烯聚合
[ CH2—CH=CH—CH2—CH2—CH2 ]n
(2)由兩種或兩種以上單體發生的加聚反應
nCH2=CH—CH=CH2 + nCH2=CH2
[加聚反應的特點]
①單體必須是含有雙鍵、三鍵等不飽和鍵的化合物
②無副產物產生，聚合物鏈節的化學組成與單體的化學組成相同
如何計算聚合物的平均相對分子質量呢？
其平均相對分子質量=鏈節的相對質量×n
口罩帶在彈性內芯的外面包裹紡織品的主要成分是聚對苯二甲酸乙二酯
聚對苯二甲酸乙二酯是怎樣制備的呢？
聚對苯二甲酸乙二酯
催化劑

+ n HO—CH2—CH2—OH
n
HO—C—
O
—C—OH
O
+(2n-1)H2O
—CH2—CH2—O—H
HO—C—
O
—C—O
O
[
n
]
三、縮合聚合反應
1.定義：
縮聚反應與加聚反應的重要不同是縮聚反應產物除了生成縮聚物的同時，還伴有小分子的副產物的生成。
單體分子間通過縮合反應生成高分子的反應，簡稱縮聚反應。
催化劑

+ n HO—CH2—CH2—OH
n
HO—C—
O
—C—OH
O
+(2n-1)H2O
—CH2—CH2—O—H
HO—C—
O
—C—O
O
[
n
]
端基原子團
端基原子
2.常見的縮聚反應類型
能夠發生縮聚反應的物質含有多種官能團(—OH、—COOH、—NH2等),
主要有如下幾種類型:
(1)由一種單體發生的縮聚反應
①羥基羧基縮聚
催化劑

n HO—CCH2OH
O
+ (n－1)H2O
[
HO—CCH2O—H
O
]
n
②氨基羧基縮聚
n H2N—CH2—COOH
催化劑

+ (n－1)H2O
H—N—CH2—C—OH
O
H
n
]
[
由一種單體進行的縮聚反應,生成的小分子物質的量一般為n-1
(2)由兩種單體發生的縮聚反應
①二元酸與二元醇
催化劑

+ n HO—CH2—CH2—OH
n
HO—C—
O
—C—OH
O
+(2n-1)H2O
—CH2—CH2—O—H
HO—C—
O
—C—O
O
[
n
]
由兩種單體進行的縮聚反應,生成的小分子物質的量一般為2n-1
②二元酸與二胺
HO—C—(CH2)4
O
—C—OH
O
n
+ n H2N—(CH2)2—NH2
催化劑

[
]
n
HO—C—(CH2)4
O
—C—N
O
—(CH2)2—NH—H
H
+(2n-1)H2O
[縮聚反應的特點]
①縮聚反應的單體往往是具有雙官能團或多官能團的小分子。
②所得聚合物鏈節的化學組成與單體的化學組成不同。
③一般的縮聚反應多為可逆反應，為提高產率，并得到具有較高聚合度的縮聚物，需要及時移除反應產生的小分子副產物。
1.判斷正誤
(1)高分子為混合物,且沒有固定的熔、沸點。 (　　)
(2)加聚反應的原子利用率為100%。(　　)
(3)聚合反應得到的聚合物的鏈節和單體的化學組成不同。(　　)
(4)氨基酸分子間可發生縮聚反應。(　　)
(5)由同一高聚物組成的高分子材料是純凈物。(　　)
(6)縮聚反應與加聚反應一樣,產物中均只有高分子。(　　)
(7)相同質量的乙烯和聚乙烯完全燃燒消耗的O2質量相同。(　　)
(8)高分子的鏈節與單體的元素組成質量比相同。(　　)
[練一練]
2.下列關于有機高分子的說法不正確的是(　　)
A.有機高分子被稱為聚合物或高聚物,因為它們大部分是由小分子化合物通過聚合反應制得的
B.有機高分子的相對分子質量很大,因而其結構復雜
C.對于一種高分子材料,n是整數,但它的相對分子質量不確定
D.有機高分子都是混合物
B
3.下列單體能在一定條件下發生加聚反應生成 的是(　　)
A.丙烯 B.2-甲基-1,3-丁二烯
C.乙烯和丙烯 D.2-甲基-2-丁烯
B
4.下列關于高分子化合物的組成、結構或性質的說法正確的是(　　)
A．高分子化合物的單體中一定含有碳碳雙鍵
B．高分子化合物的鏈節和單體組成相同
C．縮聚反應的單體至少有兩種物質
D．從實驗中測得的某種高分子化合物的相對分子質量只能是平均值
D
5.有下列高分子化合物：
其中由兩種不同單體聚合而成的是(　　)
A．③⑤　 B．③④⑤
C．①②③⑤ D．②③④⑤
B
6.寫出下列聚合物單體的結構簡式
④
①
②
③
⑤
①CH2=CHCOOH
②
—CH=CH2
—COOH 、
HOOC—
③
HOCH2—CH2OH
④HOOC(CH2)4COOH、
NH2—(CH2)6NH2
⑤CH2=CHCH3、CH2=CH—CH=CH2
合成高分子
加成聚合反應
縮合聚合反應
單體具有不飽和化學鍵（碳碳雙鍵、碳碳三鍵）
產物不存在小分子，原子利用率100%
單體具有兩個或兩個以上官能團
產物有小分子產生
組成
鏈節
聚合度

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