5.1.1合成高分子的基本方法 课件-2024-2025学年高二化学下学期人教版（2019）选择性必修3

第五章 合成高分子 5.1.1 合成高分子的基本方法 生活中无处不在的高分子材料 聚乙烯防渗膜 合成橡胶手套 聚丙烯熔喷层 聚乳酸缝合线 医用聚乙烯无纺布 聚氯乙烯塑胶地板 防护帽中的橡筋 聚甲基丙烯酸甲酯镜片 高分子的相对分子质量比一般有机化合物大得多，通常在104以上；是一个平均值，因为高分子是混合物。 1922年， 施陶丁格提出了“聚合反应是大量小分子以化学键相互结合形成大分子的过程”的假说，指出聚乙烯和天然橡胶等聚合物都是由众多小分子单体通过共价键连接形成的链状分子，为建立高分子科学奠定了基础。 高分子科学的奠基人 ——施陶丁格 1953年，施陶丁格获得了诺贝尔奖，以表彰他对高分子科学作出的贡献。 那么高分子是怎么合成的呢？ 合成高分子的基本方法—— 聚合反应 相对质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量大的聚合物的反应。 小分子 化合物 高分子 化合物 加成聚合反应 缩合聚合反应 一般是含有双键的烯类单体发生的聚合反应 一般是含有两个(或两个以上)官能团的单体之间发生的聚合反应 一、加成聚合反应 无纺布：主要材料是 聚丙烯 请写出合成聚丙烯的化学方程式。 一定条件 CH3CH=CH2 n 单体 链节 聚合度 [ ] CH CH2 CH3 n 聚合物的平均相对分子质量＝ 链节的平均相对分子质量 × n 单体名称 单体结构简式 聚合物 乙炔 CH≡CH 氯乙烯 CH2=CHCl 丙烯腈 CH2=CHCN 乙酸乙烯酯 CH3COOCH=CH2 ①单烯烃(或炔烃)的加聚 [ CH2—CH ]n CN [ CH2—CH ]n Cl [ CH=CH ]n [ CH—CH2 ]n CH3COO 方法：断双(三)键，双碳伸两手，其他靠边站 ②单共轭二烯烃的加聚 CH2=CH CH=CH2 催化剂 n [ CH2 CH =CH CH2 ] n 聚1,3-丁二烯 顺丁橡胶 CH2 [ CH2 ] C =C n H H CH2 [ H ] C =C n CH2 H 顺式 反式 练习1：写出异戊二烯的加聚反应的化学方程式。 聚异戊二烯 催化剂 nCH2=C CH=CH2 CH3 [ CH2 C=CH CH2 ] n CH3 “两头开，双变单，单变双” ③两种或两种以上烯烃共聚 H2C=CH2+ CH2=CH CH3 催化剂 [CH2 CH2 CH2 CH ] CH3 n n n [CH2 CH2 CH CH2] n CH3 n 或者 断双键，双碳伸两手，再按一定顺序首尾相连 练习2：纸尿裤外围有弹性，是因为使用的原材料是丁苯橡胶（聚苯乙烯丁二烯） 写出苯乙烯和1，3-丁二烯发生加聚的反应式。（提示：1，3-丁二烯发生1，4加成） 催化剂 CH=CH2 + CH2=CH CH=CH2 n n CH CH2 CH2 CH=CH CH2 [ n ] 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加聚物推单体 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。 见双键，四个碳，单键变双键， 双键变单键；无双键，两个碳。 ④加聚物推单体 [ CH=CH ]n 单体 HC≡CH [ CH2—CH = C—CH2—CH—CH2 ] n Cl CH3 CH2=CH—C=CH2 Cl CH3CH=CH2 单体 练习3、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 [ CH2O ]n B 练习4、聚四氟乙烯可以作为不粘锅的内衬，其链节是 [ CF2 CF2 ]n 练习5、丁腈橡胶的结构简式为 　　　　　　　　　　　　　 ，具有优良的耐油、耐高温性能，合成丁腈橡胶的原料是（ ） ①CH2==CH—CH==CH2 ②CH3—C≡C—CH3　 ③CH2==CH—CN　 ④CH3—CH==CH—CN ⑤CH3—CH==CH2　 ⑥CH3—CH==CH—CH3 A.③⑥　　　　B.②③　　　　C.①③　　　　D.④⑤ C 口罩带在弹性内芯的外面包裹纺织品 其主要成分是聚对苯二甲酸乙二酯（PET） 聚对苯二甲酸乙二酯（PET）是怎样制备的呢？ C O —O—CH2—CH2 —O—H C— O [ ] HO — n C O OH C O HO HO—CH2—CH2—OH + n + (2n-1)H2O 催化剂 对苯二甲酸 乙二醇 聚对苯二甲酸乙二酯 C O —O—CH2—CH2 —O—H C— O [ ] HO — n n 二、缩合聚合反应 这种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） 特点： ②在生成缩聚物的同时，还伴有小分子的副产物（如H2O、NH3、HCl等)的生成。 ③一般的缩聚反应多为可逆反应。 ④为提高产率并得到具有较高聚合度的缩聚物，需要及时移除反应产生的小分子 副产物。 与加聚重要不同之处 ①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等) 酸脱羟基、醇（氨）脱氢 (1)由一种单体发生的缩聚反应 ①羟基羧基缩聚 ②氨基羧基缩聚 催化剂 + (n-1)H2O nH2N CH2 COOH [ ] H HN CH2 n O OH C ③羟基羟基缩聚 nHO CH2CH2 OH 催化剂 HO CH2CH2O H [ ] n + (n-1)H2O 催化剂 6-羟基己酸 聚-6-羟基己酸酯 O nHO— C (CH2)5OH + (n-1)H2O H [ ] O HO C (CH2)5O n 由一种单体进行缩聚反应，生成的小分子物质的量一般为n-1 链节 端基原子团 端基原子 (2)由两种单体发生的缩聚反应 ①二元酸与二元醇 ②二元酸与二胺 HO—C-C-NH-(CH2)2NH—H ]n O O [ C O OH C O HO— n —(CH2)4— HO—CH2—CH2—OH + n 催化剂 nHOOCCOOH + nH2NCH2CH2NH2 催化剂 己二酸 乙二醇 聚己二酸乙二酯 C O —O—CH2—CH2—O—H C O HO— n —(CH2)4— [ ] n + (2n-1)H2O 乙二酸 乙二胺 聚乙二酸乙二胺 由两种单体进行缩聚反应，生成的小分子物质的量一般为2n-1 + (2n-1)H2O O nHO— C —CHOH CH3 催化剂 O nHO— C —CH—O—H CH3 [ ] n + (n-1)H2O 请写出合成聚乳酸的化学方程式。 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。找到关键处，断键补上端基原子(团)即可。 链节不含酯基和酰胺键 ，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 （3）缩聚物推单体 H — OCH2C — OH [ ]n O 单体：HOCH2COOH ② 链节中含有酯基 或肽键 结构的聚合物， —C— O O— —C— O NH— HO — C— — C —OCH2CH2— OH [ ]n O O 单体： HOOC— —COOH HOCH2CH2OH 补-H 补-OH 一去二断三补 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。 练习6、聚碳酸酯M( 　　　　　　　　　 )的透光率良好。它可制作 车、船、飞机的挡风玻璃，以及眼镜片、光盘、唱片等。它可用绿色化学原料X( 　　　 )与另一种原料Y在一定条件下反应制得，同时生成甲醇。下列说法不正确的是( ) A.X、Y生成聚碳酸酯发生的是缩聚反应 B.X、Y反应过程中，X中的-CH3与Y中的-OH的结合得到甲醇 C.Y的分子式为C15H16O2 D.Y的核磁共振氢谱有4个吸收峰 B $$