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生物大分子与合成高分子
第四章
4.2合成高分子
章节脉络
第四章
生物大分子与合成高分子
4.2合成高分子
4.1生物大分子
合成高分子材料
合成聚合物的方法
聚合物的结构与性质
塑料的回收与再利用
合成高分子
核心素养目标
1. 宏观辨识与微观探析
从宏观层面，引导学生观察合成高分子化合物在日常生活、工业生产中的广泛应用。深入微观视角，剖析反应过程化学键的变化，以及高分子链节、聚合度、链的空间结构等微观因素对材料宏观性能的决定性作用，建立起宏观现象与微观结构的紧密联系。
2. 证据推理与模型认知
基于单体结构、聚合反应条件及高分子产物性质等信息，培养学生进行证据推理的能力。引导学生归纳加聚、缩聚反应的规律，构建认知模型，运用该模型预测不同单体聚合后的产物特点及潜在应用，提升逻辑思维与知识迁移能力。
3. 科学态度与社会责任
引导学生认识合成高分子材料对社会发展的重要意义，同时关注其引发的环境问题，树立可持续发展理念与环保意识，增强利用科学知识解决社会问题的责任感。
学习重难点
重点
1.加聚反应和缩聚反应的特点及反应原理，能够准确判断加聚反应和缩聚反应类型。
2.掌握由单体合成高分子化合物的方法，以及根据高分子化合物的结构分析其单体。
难点
1.理解缩聚反应过程中官能团之间的相互作用以及小分子的生成，正确书写缩聚反应的化学方程式。
2.培养学生从化学变化的本质出发，理解聚合反应的机理，并能灵活运用聚合反应原理进行高分子化合物的合成设计。
课前导入
这些材料是如何由小分子 “搭建” 起来的？
今天我们将揭秘合成高分子的 “诞生密码”—— 聚合反应，以及它们如何用化学智慧改变世界！
聚合物的结构与性质
PART 01
聚合物的结构与性质
聚合物是由许多小分子单元重复连接而成的巨大分子，相对分子质量通常在 104 ～ 106 。
同种聚合物分子的聚合度 n 大小并不相同，例如聚乙烯中 n 的范围大约是在 1000 至 30000，因此其中一个分子可能是 ，而另一个分子则可能是 。由此可见，聚合物实质上是由许多链节结构相同而聚合度不同的巨大分子所组成的混合物。
合成聚合物的方法
PART 02
合成聚合物的方法
聚合反应通常分为加成聚合反应 和缩合聚合反应
加成聚合反应
由乙烯形成聚乙烯的反应属于加成聚合反应
在加聚反应过程中，单体分子没有失去任何原子，因此所得聚合物的链节原子组成与单体原子组成相同。
加聚反应特点
常见的加聚反应产物
聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯
合成聚合物的方法
1,4—加成反应
存在单双键交替结构的烯烃在发生加成反应时，除了两个双键各自进行加成外，在一定条件下两个碳碳双键还能一起断裂，又同时生成一个新的双键，这种特殊的加成方式叫做 1,4—加成。
1,3—丁二烯
合成聚合物的方法
1,4—加聚反应
两种或两种以上单体共同参加聚合反应，所形成的聚合物称作共聚物。利用共聚反应可设计和制造出符合人们所要求性能的聚合物，大大扩充了高分子材料的品种和应用领域。
用 ABS 塑料制作的积木
合成聚合物的方法
缩合聚合反应
缩合聚合反应是指由单体通过分子间的相互缩合而生成高分子化合物的聚合反应，简称缩聚反应。
缩聚反应特点
缩聚反应与加聚反应不同，在生成聚合物的同时，一般伴随有小分子（如水、卤化氢、氨等）生成。
合成聚合物的方法
对苯二甲酸（ ）与乙二醇（HOCH2CH2OH）之间发生缩聚反应时，两种单体彼此发生酯化反应，在形成酯键的过程中释放出水分子。
合成聚合物的方法
二元醇与二元羧酸的缩聚反应
[ ]n
+
HO—C—R1—C—O—R2—O—H
nHOOC—R1—COOH
+
nHO—R2—OH
（2n-1）H2O
O
=
O
=
一定条件
在缩聚反应过程中，由于生成了小分子，因此所得聚合物的链节原子组成与单体原子组成不同。此外，除了二元羧酸、二元醇外，常见能发生缩聚反应的有机化合物还有羟基酸、氨基酸等。
合成聚合物的方法
常见缩聚产物的结构、名称与应用
合成高分子材料
PART 03
合成高分子材料
塑料
常见的塑料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯。
热塑性
不少塑料受热时会软化、发生流动而变形，冷却后又会硬化并保持一定形状，这种现象可交替反复进行，这种性质被称为热塑性，大多数线形或支链型聚合物具有这种性能。
热固性
有些高分子材料成型后内部分子链之间产生交联，形成三维的网状结构，当再次加热时就不能再变软流动，我们称这种性质为热固性，酚醛树脂等高分子具有这种性能。
合成高分子材料
橡胶
橡胶可以分为天然橡胶和合成橡胶两类
天然橡胶单体、聚合物与硫化后的结构
工业上用硫对生胶进行改良处理
合成高分子材料
合成纤维
重要的线型有机高分子化合物
常见的合成纤维包括尼龙、涤纶、氨纶、腈纶、丙纶、维纶等。
丙纶无纺布环保袋
腈纶与羊毛混纺织物
合成高分子材料
功能高分子材料
功能高分子材料之所以具有特定的功能，是由于在高分子链中结合了特定的功能基团，或者与具有特定功能的其他材料进行了复合。
　聚乙炔的结构与球棍模型
用导电高分子材料制作的柔性显示屏
合成高分子材料
离子交换树脂的结构
缓释长效阿司匹林
阿司匹林
塑料的回收与再利用
PART 04
塑料的回收与再利用
高分子材料的大量使用给人们的生活生产带来了便利，但由于有些塑料制品不易被生物降解，随意弃置会对生态环境造成污染，我们形象地称之为“白色污染”。
塑料的回收与再利用
我们可以通过减少使用、重复利用以及分类回收等方式，降低塑料废弃物的产生。
另一种从源头上解决废弃塑料制品问题的方法是开发可降解塑料。
课堂小结
1,4—加聚反应
合成高分子材料
塑料的回收与再利用
1,4—加成反应
加聚反应
缩聚反应
二元酸和醇的缩聚反应
功能高分子材料
塑料
聚合物的结构与性质
合成聚合物的方法
橡胶
合成纤维
随堂训练
1．某高聚物的结构式如图： ，
其单体的结构简式为（ ）
A． B．
C． 和 CH3CH=CH2
D． 和 CH2=CH2
D
随堂训练
2. PBT是最坚韧的工程热塑性塑料之一，它是半结晶材料，有非常好的化学稳定性、机械强度、电绝缘性和热稳定性，其结构简式为 ，下列叙述错误的是（ ）
A．PBT可以反复加热熔融加工
B．PBT的单体是对苯二甲酸和1，4-丁二醇
C．由单体合成PBT的反应属于缩聚反应
D．1mol PBT与NaOH 溶液反应时，最多可消耗2mol NaOH溶液
D
随堂训练
3.合成结构简式为 的高聚物，其单体应是（ ）
①苯乙烯 ②2－丁烯 ③1，3－丁二烯
④丙炔 ⑤苯丙烯 ⑥乙苯
A.①② B.④⑤
C.③⑥ D.①③
D
随堂训练
4.判断正误。(正确的画“√”，错误的画“×”)
(1)相同质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧消耗O2的质量相同。(　　)
(2)聚丙烯为纯净物。 (　　)
(3)聚乙烯与乙烯均可使溴的CCl4溶液褪色。 (　　)
(4)氨基酸分子间可发生缩聚反应。 (　　)
(5)聚苯乙烯是加聚产物。 (　　)
(6)缩聚反应中不断地分离出小分子化合物可提高聚合物产率。 (　　)
随堂训练
5.已知某高分子的结构简式为:
其中可用于合成该高分子的是(　　)
A.①③④ B.①②③ C.①②④ D.②③④
C
现有4种有机化合物:① ② ③
④CH3-CH=CH-CN
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