内容正文:
合成高分子的基本方法
第五章 合成高分子
选择性必修三
授课老师:xxx
学习目标
1.通过氯乙烯加聚反应的断键和成键特点,认识加聚反应的微观本质,构建加聚反应的一般认知思路。
2.通过分析合成聚氯乙烯反应前后的碳骨架变化,了解高分子的单体、链节、聚合度和平均相对分子质量等基本概念,认识单体、链节与高分子结构的关系,能通过分析加聚物的结构推测相应的单体。
3.通过体验己二酸与乙二醇的缩聚反应过程,认识缩聚反应的微观本质;能通过分析反应物官能团的结构和种类,正确判断缩聚产物的链节和端基,以及小分子生成物及其个数,构建缩聚反应的一般认知思路;能通过分析缩聚物的结构推测相应的单体。
【资料卡片】“大白”的防护服
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高分子又称高分子聚合物,是由分子量很大的长链分子所组成,高分子的分子量从几千到几十万甚至几百万。
绝大多数高分子化合物是许多相对分子质量不同的同系物的混合物,因此高分子化合物的相对分子质量是平均相对分子量。
高分子化合物是由千百个原子以共价键相互连接而成的,虽然它们的相对分子质量很大,但都是以简单的结构单元和重复的方式连接的。
【任务1】分析典型加聚反应,构建加聚反应的基本认识思路
1、加聚反应
由含有不饱和键的相对分子质量小的低分子化合物以加成反应的形式结合成相对分子质量大的高分子的反应叫加成聚合反应,简称加聚反应。
【任务1】分析典型加聚反应,构建加聚反应的基本认识思路
【思考讨论】
问题1:以下有机物均能发生加聚反应,观察他们在结构上有什么特点?
结构中含有不饱和的碳碳双键或碳碳三键。
CH2=CHCl
CH2=CHCH3
CH2 = C-CH3
-
CH3
CH ≡ CH
CH2 = CH-CH= CH2
【任务1】分析典型加聚反应,构建加聚反应的基本认识思路
问题2:根据下列加聚反应方程式,分析加聚产物与反应物在结构上的不同。
n CH2=CH2
— CH2CH2 —
催化剂
n
催化剂
n CH2=CH
Cl
Cl
— CH2CH —
n
n CH≡CH
— CH = CH —
催化剂
n
聚乙烯
聚氯乙烯
聚乙炔
分子结构中的不饱和键发生变化:碳碳双键打开,变为碳碳单键、碳碳三键变为碳碳双键。
加聚产物用中括号括起来,右下角写n。
【思考讨论】
【任务1】分析典型加聚反应,构建加聚反应的基本认识思路
2、加聚反应中的基本概念
n CH2=CH
Cl
— CH2CH —
n
Cl
催化剂
链节
聚合度
链节:聚合物分子链中可重复的结构单元。如聚氯乙烯中的
— CH2CH—
Cl
单体:生成聚合物的小分子有机化合物称为单体
加聚物:通过加聚反应生成的高分子化合物称为加聚物
聚合度:含有的链节数目称为聚合度n
高聚物的平均相对分子质量=链节的相对质量×聚合度n
单体
加聚物
【任务1】分析典型加聚反应,构建加聚反应的基本认识思路
【思考讨论】
问题3:请尝试写出1,3-丁二烯发生加聚反应的化学方程式。
n CH2 = CH-CH= CH2
-CH2-CH= CH-CH2 -
n
催化剂
问题4:请尝试写出乙烯和丙烯发生加聚反应的化学方程式。
催化剂
【任务1】分析典型加聚反应,构建加聚反应的基本认识思路
【小结】
(1)单烯烃型单体加聚时,“断开双键,键分两端,添上括号,右下写n”。
n CH2=CH2
催化剂
—CH2CH2 —
n
(2)二烯烃型单体加聚时,“单变双,双变单,破两头,移中间,添上括号,右下写n”。
(2)二烯烃型单体加聚时,“单变双,双变单,破两头,移中间,添上括号,右下写n”。
n CH2 = CH-CH= CH2
- CH2-CH= CH-CH2 -
n
催化剂
催化剂
【任务2】分析典型缩聚反应,认识缩聚反应的微观本质,构建缩聚反应的基本认
识思路
1、缩合聚合反应
(1)定义:单体分子间通过缩合反应生成高分子的反应,简称缩聚反应。
(2)产物种类:在形成高分子的同时,还有小分子生成。
【任务2】分析典型缩聚反应,认识缩聚反应的微观本质,构建缩聚反应的基本认
识思路
【思考讨论】
问题5:乙酸和乙醇之间能通过酯化反应生成高分子化合物吗?
不能。乙醇和乙酸分子中分别含有一个羧基和一个羟基,只能发生一次酯化反应,脱去一分子水,无法生成高分子化合物。
问题6:据此回答,能发生缩聚反应的单体分子需要具备怎样的结构条件?
单体分子含有两个或两个以上官能团。
【任务2】分析典型缩聚反应,认识缩聚反应的微观本质,构建缩聚反应的基本认
识思路
【学生活动1】
用颜色卡片模拟己二酸与乙二醇发生缩聚反应的过程
HO-C (CH2)4 C-OH
=
=
O
O
HO