資源簡介

(共30張PPT)
第五章 合成高分子
第一節 合成高分子的基本方法
環節一：創設情境，引入新課
1922年，德國化學家赫爾曼·施陶丁格(H.Staudinger,1881-1965)發表論文，提出了“聚合反應是大量小分子以化學鍵相互結合形成大分子的過程”假說，指出聚乙烯和天然橡膠等聚合物都是由眾多小分子單體通過共價鍵連接形成的鏈狀分子，為建立高分子科學奠定了基礎。由于他在聚合物領域的卓越成就，施陶丁格于1953年被授予諾貝爾化學獎。
環節一：創設情境，引入新課
高分子科學從誕生到現在還不足百年，但完整的高分子工業體系已經建立。除了塑料、合成纖維、合成橡膠三大合成材料，現代高分子材料正向功能化、智能化、精細化方向發展，出現了具有光學、電學、生物醫學、吸附分離等功能的高分子，與能源、國防、航空航天、電子信息、醫療健康和現代農業等領域的需求密切相關。
高分子的組成和結構特點決定了高分子的性質，是確定高分子合成方法及應用領域的基礎，也是我們學習和認識高分子的基本視角。
水立方外層ETFE膜
宇航服
宇宙飛船降落傘
塑料光纖
科技應用
環節一：創設情境，引入新課
淀粉
纖維素
天然橡膠
塑料
合成纖維
合成橡膠
高分子材料的發展
合成高分子
改性天然高分子
天然高分子
環節一：創設情境，引入新課
高分子 一般有機化合物
相對分子質量
結構
平均值，通常在104以上
明確數值，一般在1萬以下
若干個重復結構單元組成
具有單一結構
觀察A、B兩類物質，發現有何異同？
物質類別 A B 物質名稱 甲烷 乙醇 苯 聚乙烯 滌綸 順丁橡膠
相對分子質量 16 46 78 104以上 104以上 104以上
環節一：創設情境，引入新課
高分子的合成是利用有機化合物相互反應的性能，得到相對分子質量較大的高分子的過程。
高分子的相對分子質量比一般有機化合物大得多，通常在104以上；一般有機化 合物的相對分子質量具有明確的數值，而高分子的相對分子質量卻是一個平均值，因為高分子是混合物。
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。
高分子合成概述
環節二：理解加成聚合反應
觀察以下能夠發生加聚反應的物質——氯乙烯、丙烯、異丁烯，它們具有什么共同的官能團？
CH2 CH
Cl
都具有碳碳雙鍵
C C
CH3CH CH2
CH3C CH2
CH3
環節三：理解縮合聚合反應
硬聚氯乙烯排水管
完成合成聚氯乙烯的化學方程式；并說明其單體、聚合物、鏈節和聚合度。
CH2 CH
Cl
[ ]n
CH2 CH
Cl
CH2 CH
Cl
CH2 CH
Cl
聚氯乙烯
[ ]n
n CH2 CH
Cl
一定條件
CH2 CH
Cl
環節二：理解加成聚合反應
①單體：能合成高分子的小分子物質被稱為單體。
②鏈節：高分子中重復的結構單元稱為鏈節
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聚合物的平均相對分子質量=鏈節的相對分子質量×n
[ ]n
CH2 CH
Cl
CH2 CH
Cl
n CH2 = CH
Cl
一定條件
單體
鏈節
聚合度
環節二：理解加成聚合反應
定義：在一定條件下，通過相互加成的方式連接成鏈狀的高分子的反應稱為加成聚合反應(簡稱加聚反應)。
加成聚合反應的特點
(1)單體一般含有碳碳雙鍵、碳碳三鍵等不飽和鍵（如烯烴、二烯烴、炔烴、醛等）。
(2)沒有小分子物質生成，原子利用率為100%。
(4)加聚物鏈節的化學組成與單體的化學組成相同。
(4)加聚物的平均相對分子質量為單體的相對分子質量的整數倍。
加聚反應常見的類型
環節二：理解加成聚合反應
單烯烴的加聚
單體由官能團(碳碳雙鍵)和非官能團兩部分組成。單體中含有不飽和鍵(碳碳雙鍵)的碳鏈單獨列成一列，斷開不飽和鍵中的一條鍵，展放在中括號內，其他非官能團部分作為支鏈縱列。
如：
斷雙鍵，連中間，添括號，寫n
環節二：理解加成聚合反應
二烯烴的加聚
二烯烴單體自聚時，單體的兩個雙鍵同時打開，單體之間直接連接形成含有一個新雙鍵的鏈節而成為高分子。
異戊二烯的加聚反應：
1,3-丁二烯的加聚反應：
加聚反應常見的類型
方法：雙變單，單變雙，破兩頭，移中間
環節二：理解加成聚合反應
加聚反應常見的類型
單烯烴與二烯烴共聚
單烯烴分子打開雙鍵，二烯烴分子的兩個雙鍵也同時打開，彼此相互連接而二烯烴分子又形成一個新雙鍵成為高分子。
如，丙烯與1,3-丁二烯的加聚反應：
環節二：理解加成聚合反應
炔烴的加聚
例如，乙炔的加聚反應：
環狀化合物的加聚
例如，環氧乙烷的加聚反應：
加聚反應常見的類型
環節二：理解加成聚合反應
已知加聚反應高聚物，如何寫單體
CH2 CH
Cl
[ ]n
CH2 CH
Cl
CH2 CH
Cl
鏈節的主鏈為兩個C原子的加聚物：
一去二變
環節二：理解加成聚合反應
已知加聚反應高聚物，如何寫單體
鏈節的主鏈有四個C原子:
CH2=CH2-C=CH2
CH3
[CH2 CH =CH CH2 ]
CH3
n
一去二變（三切）
[CH2 CH2 CH CH2 ]
CH3
n
“單變雙，雙變單”
CH2=CH2
CH2=CHCH3
環節二：理解縮合聚合反應
口罩的外面包裹紡織品主要成分是聚對苯二甲酸乙二酯（PET）
C
O
O
CH2
CH2
O
C
O
[
]
n
HO
H
聚對苯二甲酸乙二酯是怎樣制備的呢？
環節二：理解縮合聚合反應
口罩的外面包裹紡織品主要成分是聚對苯二甲酸乙二酯（PET）
C
O
O
CH2
CH2
O
C
O
[
]
n
HO
H
聚對苯二甲酸乙二酯
C
O
OH
C
O
HO
C
O
O
CH2
CH2
O
C
O
[
]
n
HO
H
CH2
CH2
OH
HO
n
n
+
催化劑
+
(2n-1)H2O
環節二：理解縮合聚合反應
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。
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，而加聚反應產物只生成加聚物。
HOC(CH2)4COH +
O
O
HO(CH2)2OH
[ ]n
HO C(CH2)4C O(CH2)2O H
O
O
n
n
己二酸
乙二醇
端基
端基
聚合物
鏈節
單體
單體
聚合度
環節二：理解縮合聚合反應
縮合聚合反應特點
縮聚反應的單體通常是具有雙官能團(如—OH、—COOH、—NH2等)或多官能團的小分子。
縮聚反應生成縮合聚合物(簡稱縮聚物)的同時，還伴有小分子副產物(如H2O等)的生成。由一種單體進行的縮聚反應，生成的小分子的物質的量一般為n-1；由兩種單體進行的縮聚反應，生成的小分子的物質的量一般為2n-1。
縮聚反應一般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。
環節二：理解縮合聚合反應
常見的縮聚反應
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:
二元酸與二元醇縮聚
產物：斬頭去尾，
擠出小鬼(小分子)。
羥基酸縮聚
環節二：理解縮合聚合反應
常見的縮聚反應
二元酸與二胺縮聚
氨基酸縮聚
環節二：理解縮合聚合反應
縮聚物單體的判斷方法
步驟 第一步 第二步 第三步
實例
切割法
歸納總理
環節四：歸納整理，練習鞏固
加聚反應
縮聚反應
結構
官能團、化學鍵、碳骨架……
單體
聚合物
由單體寫聚合物結構簡式
由聚合物結構推單體
習題追蹤
環節四：歸納整理，練習鞏固
1.下列有關高聚物的敘述中，正確的是（ ）
A.相對分子質量都很大，結構都很復雜
B.相對分子質量很大，結構往往并不復雜
C.相對分子質量很少上千，但結構比較復雜
D.高聚物都是通過聚合反應制得的
B
習題追蹤
環節四：歸納整理，練習鞏固
2.下列高分子化合物是由一種單體縮聚制得的是（ ）
A. B.
C. D.
B
習題追蹤
環節四：歸納整理，練習鞏固
3.下列物質中，既能發生加成反應，又能發生加聚反應，還能發生縮聚反應的是( )
A. B.
C.CH2==CH—COOH D.
B
習題追蹤
環節四：歸納整理，練習鞏固
4.下列高分子化合物對應的鏈節正確的是（ ）
A.聚氯乙烯：
B.聚苯乙烯：
C.聚異戊二烯：
D.聚丙烯：—CH2—CH2—CH2—
C
習題追蹤
環節四：歸納整理，練習鞏固
下列說法不正確的是( )
A.聚合物的鏈節是
B.聚合物的分子式為(C2H2Cl2)n
C.聚合物的單體是CHCl==CHCl
D.若n為聚合度，則該聚合物的平均相對分子質量為97n
5.某高分子化合物的部分結構如右：
A
單擊此處添加副標題內容
謝謝觀看！

展開更多......

收起↑