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合成高分子的基本方法
第五章　合成高分子
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聚合反应的化学方程式和聚合物的结构简式(重点)。
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。
什么是高分子？
通用高分子：
塑料、合成纤维、合成橡胶
天然高分子:
淀粉、纤维、天然橡胶
施陶丁格
功能高分子：
高吸水性树脂、高分子分离膜、医用高分子等
功能化
智能化
现代化
“在人类历史上，几乎没有什么科学像高分子科学这样对人类社会做出如此巨大的贡献。”
有机高分子
有机高分子化合物
低分子有机物
相对分子质量
相对分子质量的数值
分子的基本结构
性质
联系
很大(通常104～106)
1000以下
平均值
有明确的数值
单一分子结构
由若干个重复结构单元组成
在物理、化学性质上有较大差异
以低分子有机物为原料，经聚合反应得到各种相对分子质量不等的同系物组成的混合物（高分子），也称为聚合物
一、加成聚合反应
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叫加成聚合反应，简称加聚反应。
1.概念：
如：
n CH2==CH ??催化剂?????? [ CH2—CH ] n
?
Cl
—
Cl
—
氯乙烯
聚氯乙烯
单体
聚合度
—CH2—CH—
Cl
链节
最小重复结构单元
聚合物的平均相对分子质量
＝链节的相对质量 × n
加聚物
含有链节的数目
2.特点
单体必须是含有双键、三键等不饱和键的化合物(烯、炔、醛等)
反应只生成高聚物，没有副产物产生
聚合物链节的化学组成跟单体的化学组成相同
聚合物相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍
Mr(平均)＝链节的相对质量 × n
一、加成聚合反应
3. 加聚反应常见的类型
(1)①一种单体的加聚(烯烃或炔烃加聚)
nCH2==CH2 ??催化剂?????? [ CH2—CH2 ] n
?
nCH≡CH ??催化剂?????? [ CH==CH ] n
?
②二烯烃加聚
nCH2==CH—CH==CH2 ??一定条件?????? [CH2—CH==CH—CH2 ] n
?
(2)混聚：由两种或两种以上单体发生的加聚反应
nCH2==CH2+ n CH==CH2 ??一定条件?????? [CH2—CH2—CH—CH2 ] n
?
CH3
—
CH3
—
“两头开，双变单，单变双”
“分别单体，再相连”
(3)特殊加聚
甲醛（HCHO）的加聚：nHCHO
催化剂
聚甲醛（人造象牙）
乙炔（HC≡CH）的加聚：nHC≡CH
催化剂
聚乙炔（导电塑料）
环氧乙烷（ ））的加聚：n
催化剂
聚环氧乙烷—开环聚合成线型聚醚
4.加聚物单体的判断方法
无双键
单烯烃加聚
单烯烃共聚
将链节的两个半键闭合即为单体。
[
]
CH—CH2
Cl
n
单体
CH=CH2
Cl
将链节中每两个碳断开，
再将两个半键闭合即为单体。
[ CH2— CH2—CH—CH2—CH—CH2 ]
n
Cl
CH3
单体
CH2=CH2
CH=CH2
Cl
CH3CH=CH2
4.加聚物单体的判断方法
有双键
炔烃加聚或共聚
共轭二烯烃加聚或共聚
将链节的两个半键闭合即为单体。
[ CH2=CH ]n
单体
HC≡CH
[ CH2—CH = C—CH2—CH—CH2 ]
n
Cl
CH3
单体
CH2=CH—C=CH2
Cl
CH3CH=CH2
断键规律：见双键，四个碳，无双键，两个碳
塑料中的“四烯”
聚乙烯
聚丙烯
聚氯乙烯
聚苯乙烯
PE
PP
PVC
PS
CH2
CH2
n
CH2
CH
n
CH3
CH2
CH
n
Cl
CH2
CH
n
1、人造象牙中，主要成分的结构是 ，它是通过加聚反应制得的，则合成人造象牙的单体是
A. (CH3)2O B. HCHO C. CH3CHO D.CH3OCH3
2、已知某高分子的结构简式为 ，现有
4种有机化合物：① ② ③ ④
其中可用于合成该高分子的是
A. ①③④ B. ①②③ C. ①②④ D. ②③④
C
CH3—CH=CH—CN
B
二、缩合聚合反应
由单体分子间通过缩合反应生成高分子的反应称为缩合聚合反应(简称缩聚反应）
1.概念：
催化剂
6-羟基己酸
聚-6-羟基己酸脂
O
nHO—
C
(CH2)5OH
+ (n-1)H2O
H
[
]
O
HO
C
(CH2)5O
n
单体
链节
端基原子团
端基原子
① 单体分子中至少含有两个官能团
② 缩聚反应生成聚合物的同时，还有小分子副产物生成
③ 所得聚合物链节的化学组成与单体的化学组成不同
如-OH、-COOH、-NH2、-X等
如H2O、HCl等
⑥ 缩聚物结构简式要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团
HO
(CH2)4
O
(CH2)2
O
H
n
C
O
C
O
2.特点
④ 多为可逆反应，为提高产率，需要及时移除反应产生的小分子副产物
⑤ 含两个官能团的单体缩聚后生成的缩合聚合物呈线型结构
二、缩合聚合反应
COOH CH2OH
COOH CH2OH
+
n
n
催化剂
HO— —H+(2n-1)H2O
[ CCOCH2CH2O ]n
聚酯
OO
各单体物质的量与缩聚物结构简式的下角标一般要一致
模拟聚乙二酸乙二酯的合成过程——用分子卡片模拟1个乙二酸HOOC-COOH和1个乙二醇HOCH2CH2OH分子发生酯化反应生成链状化合物，逐渐加长，2个，4个，8个......
C
O
OH
C
O
HO
HO—CH2—CH2—OH
n
+
n
C
O
O—CH2—CH2—O
C
O
[
]
n
HO
H
+ (2n-1)H2O
催化剂
对苯二甲酸
乙二醇
聚对苯二甲酸乙二酯
聚对苯二甲酸乙二酯（PET）是怎样制备的呢？
3. 常见的缩聚反应
(1)一种单体缩聚
①羟基酸缩聚
②氨基酸缩聚
H [ O—(CH2)5—C] nOH
O
=
+(n-1)H2O
nHO(CH2)5COOH
6-羟基己酸
nH2N—CH2—COOH
H [ N—CH2—C] nOH
O
=
+(n-1)H2O
(酸脱羟基氨脱氢)
(酸脱羟基醇脱氢)
—
H
(2)两种单体缩聚
①二元酸与二元醇缩聚
对苯二甲酸
聚对苯二甲酸丁二酯
＋(2n－1)H2O
O O
HO [C— —C—O—(CH2)4—O] nH
②二元酸与二胺缩聚
己二酸
聚己二酰己二胺
＋(2n－1)H2O
O O H
HO [C—(CH2)4—C—N—(CH2)6—NH] nH
缩聚反应中每一种单体至少有双官能团，且可以反应缩去小分子：
常见双官能团－OH －COOH －NH2
聚酯类和水
聚酰胺类和水
具有什么特征的物质可以发生缩聚反应？
反应原理：酸脱羟基、醇（氨）脱氢
由一种单体缩聚，小分子的量为（n-1）
由两种单体缩聚，小分子的量为（2n-1）
找出下列高分子的单体，并按要求填空。
(1)锦纶( )的单体为________________，反应类型为_____________。
H2N(CH2)5COOH
缩聚反应
其单体必为一种
去掉中括号和n即可
(2)涤纶( )的单体为
_____________________________________，制备涤纶的化学方程式为
_________________________________________________________
_________________________________________________________。
、HOCH2CH2OH
＋nHOCH2CH2OH
＋(2n－1)H2O
酯基
酸加羟基、醇加氢
其单体必为两种
断开酯基
COOH
HOOC
COOH
n HOOC
催化剂
O O
HO [C— —C—OCH2CH2—O] nH
4.缩聚物单体的判断方法
通过缩聚反应获得的聚合物，判断其单体，不仅要看链节，还要判断它是通过哪一类反应缩合而来。要关注的细节，找到关键处，断键补上端基原子(团)即可。
H — OCH2C — OH
[
]n
O
HOCH2COOH
其单体必为一种，去掉中括号和n，即为单体。
（1）若高聚物为 、 、
HO
RO
H
[
]
n
H
[
]
O
HO
C
-R-O
n
[
]
H
HN—
R—
n
O
OH
C
链节不含酯基和酰胺键 ，一去即为单体。
HO — C — — C —OCH2CH2 — OH
[
]n
O
O
HOOC — — COOH HOCH2CH2 OH
补—H
补—OH
（2）链节中含有酯基 或肽键 结构的聚合物，其单体可以继续拆解，从酯基或肽键部位断开，补上氢原子或羟基即可。
—C—
O
O—
—C—
O
NH—
链节中含有酯基或肽键结构的聚合物，一去二断三补。
加聚反应
缩聚反应
单体
聚合物
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}比较项目
加聚反应
缩聚反应
单体官能团
聚合物结构特点
至少含有两种以上的官能团，如：羧基和羟基；羧基和氨基…
含有碳碳双键、碳碳三键等不饱和键
链节中存在肽键或者酯基
链节中一般无碳碳双键
1、分别写出下列高分子化合物的单体
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：
该塑料有良好的生物适应性和分解性，能自然腐烂分解。试回答下列问题：
(1)可降解塑料A、B、C对应的三种单体依次是:

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