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第3節 合成高分子化合物 課時2
1.知道高分子化學反應是合成某些特殊聚合物的方法,并能夠實現高分子化合物的改性；
2.知道高分子材料與高分子化合物的關系,能舉例說明一些常見高分子材料的應用，了解幾種功能高分子材料的特殊性能。
聯想 · 質疑
聯想 · 質疑
[ CH2—CH ]n
OH
聚乙烯醇
CH2 CH—OH
實際上聚乙烯醇不能直接通過其單體而聚合。因為乙烯醇很不穩定，容易轉化成乙醛或環氧乙烷。那么我們要如何制備聚乙烯醇呢？
工業上獲得聚乙烯醇的方法是利用引發劑使乙酸乙烯酯聚合，然后利用醇酯交換反應，生成聚乙烯醇。
一定條件
CH CH
[ ]n
一定條件
H2O
CH≡CH
[ CH2—CH ]n
OH
一定
條件
[ CH2—CH ]n
Cl
NaOH/H2O
△
HCl/催化劑
△
CH2 CH
Cl
反應的目的一般是為高分子帶來某種特定的功能或性質，或者是得到一種全新的高分子化合物。
一、高分子化學反應
有高分子化合物參與的化學反應稱為高分子化學反應。
原料
單體
加成聚合反應
縮合聚合反應
高分子
另一高分子
聚乙酸乙烯酯
白乳膠、塑料薄膜和涂料
聚乙烯醇縮甲醛
合成纖維維綸
聚乙烯醇
醫用滴眼液
[ CH2—CH ]n
OH
[ CH2—CH ]n
OCOCH3
甲醛
高分子化學反應
聚合度不變的反應
聚合度變小的反應
聚合度變大的反應
1.聚合度不變的反應
——僅限于側基或端基
聚苯乙烯原本難溶于水，如果在苯環上發生磺化反應，在磺化程度較高時可以使聚苯乙烯變得極易溶于水。
2.聚合度變大的反應
——“接枝”
聚苯乙烯主要用作家電外殼、汽車和醫療器械的零部件等。
3.聚合度變小的反應
——降解
高分子化合物可以在力、熱、光、化學物質、水或微生物等作用下降解，發生聚合度變小的反應。
淀粉和纖維素
酶
葡萄糖
廢舊有機玻璃
270 ℃
單體(廢舊塑料的再利用)
活動 · 探究
活動 · 探究
在塑料制品出廠時，廠家會在產品上面印上標識。
1. 這些塑料的單體是什么
2. 請舉例說明不同成分的塑料的用途有什么不同。
聚對苯二甲酸乙二（醇）酯
單體是對苯二甲酸和乙二醇。
生活中的各種礦泉水瓶，碳酸飲料瓶等，都是這種材料制作而成，其特點是不耐高溫，只適合裝常溫或冷凍飲料，加熱易變形，而且會有有害物質溶出。
高密度聚乙烯塑料
單體是乙烯。
密度較大，熔點較高，硬度較大。生活中盛放清潔用品、沐浴用品等的塑料瓶，就是這種材料制作而成。
聚氯乙烯
單體是氯乙烯。
這種塑料電絕緣性好，耐化學腐蝕，耐有機溶劑，耐磨，熱穩定性差，遇冷變硬，透氣性差。生活中的雨衣、建筑管材等，都是用它制作而成。
低密度聚乙烯塑料
單體是乙烯。
熔點和密度較低，較為柔軟。常見于保鮮膜、塑料膜等。這種物質耐熱性不強，高溫下會出現熱熔現象。
聚丙烯
生活中的一些果汁飲料瓶，微波爐餐盒等，都是這種材質制作而成，其機械強度好，電絕緣性好，耐化學腐蝕，質地輕，無毒，但耐油性差，低溫發脆，容易老化。
聚苯乙烯
其特點是電絕緣性好，耐化學腐蝕，無毒。可制作高頻絕緣材料，電視、雷達部件，醫療衛生用具及泡沫塑料等。
單體是丙烯。
單體是苯乙烯。
其他塑料
生活中的各種塑料制品大都是由合成高分子材料加工制得的。
二、合成高分子材料
合成高分子材料是以合成高分子化合物為基本原料，加入適當助劑，經過一定加工過程制成的材料。
1. 常見的合成高分子材料
塑料、合成纖維、合成橡膠、涂料、黏合劑與密封材料等。
三大合成材料
的主要成分是樹脂
樹脂是一種俗稱，凡人工合成的、未經加工處理的任何聚合物都稱為樹脂。
(1)塑料
塑料通常是由樹脂及各種助劑組成的。
助劑 作用 舉例
填料
增塑劑
穩定劑
脫模劑
發泡劑
降低成本，增強機械性能、耐熱性和絕緣性
石棉、木粉、玻璃纖維
改善塑料的柔軟性，易加工成型
鄰苯二甲酸二丁酯
鄰苯二甲酸二辛酯
防止加工使用中受外界因素影響而性能變壞
硬脂酸鉛
防止成型時粘在金屬設備或模具上
硬脂酸及其鹽類
制得具有無數微孔的泡沫塑料
偶氮二異丁腈及碳酸銨
(2)涂料
涂料是一種涂布于物體表面后能結成堅韌保護膜的物質，它常涂在家具、道路指示牌以及船舶的表面，起美化和保護內部物體的作用。
涂料主要的成分：成膜物質
一般是天然樹脂或合成樹脂
例如：聚（甲基）丙烯酸酯樹脂
優異的耐候性能、防水性能和抗老化性能。
(3)黏合劑
目前使用的黏合劑是以各種樹脂如酚醛樹脂、脲醛樹脂等為主要成分制成的。
α- 氰基丙烯酸酯類
+ 其他助劑
502 瞬間強力膠
塑料
陶瓷
金屬
木材
2. 功能高分子材料
為了適應高科技產業等對材料的要求，科學工作者合成了具有某些特殊化學、物理或生物等功能的高分子。
(1)特點
一般在高分子鏈的主鏈、側鏈或交聯網絡的內部或表面含有某種功能性基團。
(2)制備方法
①將功能性基團通過某種反應或作用連接到已有的高分子中
②將含有功能性基團的單體進行聚合
離子交換樹脂
①陽離子交換樹脂
②陰離子交換樹脂
向聚合物中引入磺酸基(-SO3H)、羧基(-COOH)等基團，得到的樹脂，可與溶液中的陽離子進行交換反應。
向聚合物中引入氨基(-NH2)等基團，得到堿性的樹脂，可與溶液中的酸根離子進行交換。
醫用高分子
①生物可降解型
②生物非降解型
可吸收縫合線、黏合劑、緩釋藥物等，當它們降解成小分子后可被生物體吸收或通過代謝而排出體外。
可用于制作人造血管、人造心臟、隱形眼鏡等，它們與生物體接觸后具有長期穩定性。
高分子導體與半導體
1977 年，科學家發現摻雜了碘的聚乙炔可以變成導
體，這種導體可以代替金屬制品進行電磁波的屏蔽。這
種傳統意義上的絕緣體竟然表現出導體的許多光、電、
磁等特性，意味著一種新的功能高分子——導電高分子
誕生了。它已經在電磁屏蔽、塑料芯片、顯示設備、人
造肌肉等方面獲得了廣泛的應用。
高分子半導體材料主要用于聚合物電致發光二極管(PLED)中，電致發光是指通過某種材料將電能直接轉化為光能的過程，具有柔性、可濕法加工是PLED 最大的特點。1992 年，黑格教授的研究小組發明了用塑料作為基底的柔性顯示器件，將電致發光器件最迷人的一面展示給了世界。
【練一練】
1.下列有關功能高分子材料用途的敘述不正確的是(　　)
A.高吸水性樹脂主要用于干旱地區抗旱保水、改良土壤、改造沙漠
B.離子交換樹脂主要用于物質的分離和提純
C.醫用高分子材料可用于制造醫用器械和人造器官
D.摻雜了碘的聚乙炔可用于制造絕緣體
D
2.黏合劑M的合成路線如下圖所示:
(1)寫出A和B的結構簡式:A　 　　　,B　 　　　。
CH3CH==CH2 　CH2==CHCH2X
(2)寫出反應的類型:反應⑥　　　　　 　　;反應⑦　　　　　。
(3)寫出反應的條件:反應②　　　 　 ;反應⑤　 　　　　　　。
(4)反應③和⑤的目的是 　 。
(5)與C具有相同官能團的同分異構體共有　　種。
酯化反應/取代反應
加聚反應
NaOH/H2O,加熱
NaOH醇溶液,加熱
保護碳碳雙鍵
4
合成高分子化合物
高分子化學反應
常見的高分子材料
功能高分子材料
聚合度不變的反應
聚合度變大的反應
聚合度變小的反應
塑料、合成橡膠、合成纖維
涂料、黏合劑與密封材料
離子交換樹脂
醫用高分子

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