第五章 合成高分子（知识清单）化学人教版选择性必修3

第五章 合成高分子 第一节 合成高分子的基本方法 一、有机高分子化合物 1．有机高分子的概念 有机高分子化合物是由许多小分子化合物以共价键结合成的，相对分子质量很大(通常在104以上)的一类化合物。 2．与有机高分子化合物相关的概念 概念 定义 示例 单体 能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物 链节 高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位 聚合度 高分子链中含有链节的数目，通常用n表示 聚合物 由单体聚合形成的相对分子质量较大的化合物 3．有机高分子化合物的分类 (1)按来源分：天然高分子、合成高分子。 (2)按结构分：线型高分子、体型高分子、支链型高分子。 (3)按性质分：热塑性高分子、热固性高分子。 (4)按用途分：塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、黏合剂等。 二、加成聚合反应 1．概念 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化合物的化学反应叫加成聚合反应，简称加聚反应。 2．高分子化合物的结构 聚乙烯的结构简式为，单体为CH2==CH2，链节为—CH2—CH2—，高分子链中含有链节的数目称为聚合度，通常用n表示。 3．加聚产物单体的判断方法 (1)凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的聚合物，其单体必为一种，将两个半键闭合即得对应单体。 如的单体为CH2==CH—CH3。 (2)凡链节主链有四个碳原子(无其他原子)，且链节无双键的聚合物，其单体必为两种，在中央划线断开，然后分别将两个半键闭合即得对应单体。 如的单体为和CH2=CH2。 (3)凡链节主链上只有碳原子，并存在碳碳双键结构的高聚物，其断键规律是“有双键，四个碳；无双键，两个碳”，划线断开，然后将单键变双键，双键变单键即得对应单体。 (4)凡链节主链上有多个碳原子(n>2)，且含有碳碳双键的高聚物，若采用“见双键，四个碳”的断键方式，链节主链两边分别剩下1个碳原子，无法构成含双键的单体时，则可能是含有碳碳三键的化合物参与了加聚反应。 如的单体是。 三、缩合聚合反应 1．概念。有机小分子单体间反应生成高分子化合物，同时产生小分子化合物的反应。 2．反应特点 (1)缩聚反应的单体至少含有两个官能团； (2)单体和缩聚产物的组成不同； (3)反应除了生成聚合物外还生成小分子，如H2O、HX等。 (4)仅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，含三个或三个以上官能团的单体缩聚后的缩合聚合物呈体型(网状)结构。 (5)缩合聚合物(简称缩聚物)结构式的书写： [来源：学科网ZXXK] ①要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团。如： ②除单体物质的量与缩聚物结构式的下角标要一致外，还应注意，由一种单体进行缩聚反应，生成小分子物质的量为(n－1)；由两种单体进行缩聚反应，生成小分子物质的量应为(2n－1)。 3．缩聚产物单体的判断方法 (1)若高聚物为或H，其单体必为一种。 如H的单体为。 (2)凡链节中含有的高聚物，其单体为酸和醇，将中C—O键断开，羰基上加—OH，氧原子上加—H即可。 如 的单体为HOOC—COOH和HOCH2CH2OH。 (3)凡链节中含有的高聚物，其单体一般为氨基酸，将中C—N键断开，羰基上加—OH，—NH—上加—H。如的单体为H2NCH2COOH和。 第二节 合成高分子 一、通用高分子材料 1．塑料 (1)塑料的成分 塑料的主要成分是合成高分子化合物，即合成树脂。 (2)塑料的分类 分类依据 类型 特征 按树脂受热时的特征 热塑性 加热可熔融，能溶于一些溶剂中，可重复加工，反复使用 热固性 加热后不能软化或熔融，也不能溶于任何溶剂，只能一次成型 2．聚乙烯 LDPE是低密度聚乙烯的英文缩写，即低密度高压聚乙烯。 　　HDPE是高密度聚乙烯的英文缩写，即高密度低压聚乙烯。 　　二者密度不同，一般密度大于0.94的为HDPE，小于0.925的为LDPE，在此之间的为MDPE(中密度聚乙烯)。 LDPE(低密度高压聚乙烯)：手感柔软，白色透明，但透明度一般；燃烧火焰上黄下蓝；燃烧时无烟，有石蜡的气味，熔融滴落，易拉丝。 HDPE(高密度聚乙烯)：HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性，可用于包装用途。LDPE广泛用于生产薄膜、管材(软)、电缆绝缘层和护套、人造革等。 高压聚乙烯 低压聚乙烯 合成条件 150～300 Mpa、170～200 ℃ 低压、催化剂 分子结构类型 支链型 线型 相对分子质量 相对较小 相对较大 熔融温度 相对较低 相对较高 密度 相对较小 相对较大 硬度 相对较小 相对较大 溶解性 可溶于适当有机溶剂 可溶于适当有机溶剂 用途 制作薄膜 制作板、管、棒材 二、高分子的命名 1．天然高分子化合物 天然高分子化合物，常用俗名，如：淀粉、蛋白质、橡胶、纤维素等等。 合成高分子化合物 2．合成高分子化合物，通常按照制备方法和原料名称来命名。 (1)加聚反应制得的高分子化合物 加聚反应制得的高分子化合物，其命名习惯上是在原料名称之前，加一个“聚”字。如，氯乙烯的聚合物，称为聚氯乙烯；四氟乙烯的聚合物，称为聚四氟乙烯；有机玻璃，是由甲基丙烯酸甲酯通过加聚反应制得的，故学名为聚甲基丙烯酸甲酯。 (2)缩聚反应制得的高分子化合物 缩聚反应制得的高分子化合物，其命名习惯上是在原料名称之后，加“树脂”二字。如：酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂等。事实上，加聚产物在未制成成品之前也常以“树脂”称之。如：聚乙烯树脂、聚丙烯树脂等。 (3)聚酰胺类高分子化合物 聚酰胺类高分子化合物，其命名是在聚酰胺后面加上数字，该数字表示单体中碳原子的个数。例如，由己二胺和己二酸缩聚而成的高分子化合物，称为聚酰胺66；由癸二胺和癸二酸缩聚而成的高分子化合物，称为聚酰胺1010。 (4)合成橡胶类高分子化合物 合成橡胶类高分子化合物，其命名是在橡胶二字的前面加上能代表单体名称的几个字。如1，3-丁二烯与苯乙烯的聚合物称为丁苯橡胶；2-氯-1，3-丁二烯的聚合物称为氯丁橡胶；1，3-丁二烯与丙烯腈的聚合物称为丁腈橡胶；异戊二烯的聚合物称为异戊橡胶，依此类推。 (5)商品名称 商业上为了方便，常给某些合成纤维以商品名称，称为“某纶”。 ①锦纶(或尼龙)聚酰胺类合成纤维，它的商品名称叫“锦纶”或“尼龙”，如，锦纶-6、锦纶-66，尼龙-610等。 凡是后面有两个或两个以上数字的，表示这种聚酰胺纤维是由二元胺和二元酸两种单体缩聚而成的。前面的数字是二元胺的碳原子数，后面的数字是二元酸的碳原子数。如，尼龙-610是由己二胺和癸二酸缩聚而成的。 凡是后面只有一个数字的，表示这种聚酰胺纤维是由某碳原子个数的内酰胺聚合而成的。如，锦纶-6是由己内酰胺聚合而成的。 ②涤纶。聚酯纤维是指纤维分子中各个链节，都是以酯基相连接形成的高分子化合物，商品名称叫“涤纶”。目前，工业生产中产量最大的涤纶是聚对苯二甲酸乙二酯，俗称“的确良”。 另外，还有一些常见的高分子化合物的商品名称，如，“腈纶”、“丙纶”、“氯纶”、“维尼纶”，等等。 “腈纶”——聚丙烯腈纤维； “丙纶”——聚丙烯纤维； “氯纶”——聚氯乙烯纤维； “维尼纶” ——聚乙烯醇缩甲醛纤维。 三、可降解高分子 塑料制品已进入千家万户，垃圾中废弃的塑料也愈来愈多。由于这类合成高分子非常稳定，耐酸耐碱，不蛀不霉，把它们埋入地下，上百年也不会腐烂。因此废弃的塑料已经成为严重的公害，人们大声疾呼要消除“白色污染”。如果包装食品的塑料袋和泡沫塑料饭盒用可降解高分子材料来做，那末废弃的塑料将在一定条件下自行分解成为粉末。 合成高分子的主链结合得十分牢固，要降解必须设法破坏、削弱主链的结合。已提出生物降解、化学降解和光照降解等三种方法，并合成了生物降解塑料、化学降解塑料和光照降解塑料，这类可降解高分子将在解决环境污染方面起到重要的作用。 四、酚醛树脂 1．含义：酚醛树脂是用酚类与醛类在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子化合物。 2．制备和结构 ⅰ.在酸性催化下： ⅱ.在碱催化下，等物质的量的甲醛与苯酚或过量甲醛与苯酚反应，生成羟甲基苯酚、二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚等，然后加热继续反应，生成网状结构的酚醛树脂。 五、常见的有机高分子化学反应 1．降解。在一定条件下，高分子材料解聚为小分子。如有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)热解为甲基丙烯酸甲酯；聚苯乙烯用氧化钡处理，能分解为苯乙烯。 2．橡胶硫化。天然橡胶()，经硫化，破坏了碳碳双键，形成单硫键(—S—)或双硫键(—S—S—)，线型变体型结构。 3．催化裂化。石油催化裂化得柴油、煤油、汽油及可燃性气体等。 六、合成纤维 1．纤维的分类 ①合成纤维：利用石油、天然气、煤和农副产品作原料加工制得的单体，再经聚合反应而制得的纤维。其原料本身不是纤维。 ②人造纤维：利用芦苇、甘蔗渣、短棉、木材等为原料经化学加工和纺织而制得的纤维。它是利用原料本身所含有的纤维素而制得的纤维。 (2)六大纶包括：涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶。 ①维纶被称为“人造棉花”，因其分子链上含有羟基而具有较好的吸湿性。 2．聚酯纤维 (1)合成纤维中产量最大的是聚酯纤维中的涤纶。 (2)涤纶的商品名称为聚对苯二甲酸乙二酯纤维。 (3)涤纶是对苯二甲酸和乙二醇在催化剂作用下发生缩聚反应生产的，可用化学方程式表示如下： 。 3．聚酰胺纤维 (1)聚酰胺纤维中的锦纶是较早面世的合成纤维之一。 (2)由己二胺和己二酸缩聚而成的高分子化合物，称为聚酰胺66；由癸二胺和癸二酸缩聚而成的高分子化合物，称为聚酰胺1010。 4．芳纶纤维 (1)芳纶纤维全称为聚对苯二甲酰对苯二胺。 (2)芳纶1414，商品名凯芙拉，数字1和4指单体对苯二甲酰和对苯二胺的官能团在苯环上的位置。 (3)芳纶纤维的化学方程式为： (4)芳纶纤维是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能，在560度的温度下，不分解，不融化。它具有良好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。 七、合成橡胶 1．橡胶的分类 2．合成橡胶 (1)原料：以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃等为单体，聚合而成。 (2)性能：具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油性、耐高温或耐低温等性能。 (3)几种常见的合成橡胶 名称 单体 结构简式 顺丁橡胶 CH2===CH—CH===CH2 丁苯橡胶 (SBR) 氯丁橡胶 (CR) 3．橡胶的硫化 橡胶受热变软，遇冷变硬、发脆，不易成型，容易磨损，易溶于汽油等有机溶剂，分子内具有双键，易起加成反应，容易老化。 硫化橡胶。在一定条件下，使胶料中的生胶与硫化剂发生化学反应，使其由线型结构的大分子交联成为立体网状结构的大分子，使从而使胶料具备高强度、高弹性、高耐磨、抗腐蚀等等优良性能。 八、功能高分子材料 1．功能高分子材料 概念：具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料。 例如，高分子催化剂，各种滤膜，磁性高分子，形状记忆高分子，高吸水性材料，医用高分子材料，高分子药物等。 2．高吸水性树脂 (1)合成方法 ①改造淀粉或纤维素分子，接入强亲水基团。 a.常见的强亲水基团：羟基、羧基、醛基、氨基等。 b.改造后的树脂具有强大的吸水和保水能力，而且可生物降解。 ②合成新的带有强亲水基团的高分子。 如： 聚丙烯酸钠(网状结构) 合成的网状结构的树脂可吸收几百至几千倍于自身质量的水，同时保水能力强，还能耐一定的挤压作用。 (2)应用 在干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤，还可用于婴儿纸尿裤等。 3．高分子分离膜 (1)分离原理 分离膜一般只允许水及一些小分子物质通过，其余物质则被截留在膜的另一侧，形成浓缩液，达到对原液净化、分离和浓缩的目的。 (2)分离膜的分类 ①根据膜孔大小：微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等。 ②根据分离膜材料：醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。 (3)应用 高分子分离膜已广泛用于海水淡化和饮用水的制取，以及果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等领域。 易错点01：高分子与低分子有机物的区别 有机高分子化合物 低分子有机物 相对分子质量 很大(通常104～106) 1 000以下 相对分子质量的数量 平均值 有明确的数值 分子的基本结构 由若干个重复结构单元组成 单一分子结构 性质 在物理、化学性质上有较大差异 联系 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，也称为聚合物 易错点02：加聚反应与缩聚反应的比较 类别 加聚反应 缩聚反应 单体 特征 含不饱和键 (如碳碳双键) 至少含两个特征官能团 (如—OH、—COOH、—NH2) 单体种类 含碳碳双键或碳碳三键的有机物或环状有机物等 酚和醛，二元醇、二元酸、氨基酸 聚合方式 通过不饱和键、破环加成 通过缩合脱去小分子而连接 聚合物特征 高聚物与单体具有相同的组成 高聚物和单体具有不同的组成 产物 只产生高聚物 高聚物和小分子 易错点03：加聚反应与缩聚反应的书写和判断 加聚反应 缩聚反应 单体结构 单体必须是含有双键等不饱和键的化合物(如乙烯、氯乙烯、丙烯腈等) 单体为含有两个或两个以上的官能团(如—OH、—COOH、—NH2、—X等)的化合物 反应机理 反应发生在不饱和键上 反应发生在不同的官能团之间 聚合方式 通过不饱和键上的加成连接 通过缩合脱去小分子而连接 反应特点 只生成高聚物，没有副产物产生 生成高聚物的同时，还有小分子副产物生成(如H2O、HCl等) 聚合物化学组成　 所得高聚物的化学组成跟单体的化学组成相同，其平均相对分子质量＝M(单体)×n(聚合度) 所得高聚物的化学组成跟单体的化学组成不同，其平均相对分子质量<M(单体)×n(聚合度) 易错点04：高分子化合物的结构与性质 线型高分子 体型(网状)高分子 结构 分子中的原子以共价键相互联结，构成一条很长的卷曲状态的“链” 分子链与分子链之间还有许多共价键交联起来，形成三维空间的网状结构 溶解性 能缓慢溶解于适当溶剂 很难溶解，但往往有一定程度的胀大 性能 具有热塑性，无固定熔点 具有热固性，受热不熔化 特性 强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好 强度大、绝缘性好，有可塑性 常见 物质 聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡胶 酚醛树脂、硫化橡胶 易错点05：新型高分子材料与传统三大合成材料的联系与区别 比较 分类 功能高分子材料 传统三大合成材料 共同点 都是由C、H、O、N、S等元素构成 都是由单体经加聚或缩聚反应形成 都有线型结构、网状结构 区别 在功能与性能上，与传统材料相比，新型高分子材料具有特殊功能 易错点06：功能高分子材料的比较 常见功能高分子材料 主要功能 高分子膜 高分子分离膜 选择性地允许某些物质通过 高分子传感膜 把化学能转换成电能 高分子热电膜 把热能转换成电能 医用高分子材料 ①具有优异的生物相容性②具有某些特殊功能 方法01：高分子材料 【解题通法】 1．高分子化合物的分类 (1)按来源分：天然高分子、合成高分子。 (2)按结构分：线型高分子、体型高分子、支链型高分子。 (3)按性质分：热塑性高分子、热固性高分子。 (4)按用途分：塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、黏合剂等。其中，塑料、合成纤维、合成橡胶又被称为“三大合成材料”。 2．高分子材料按用途和性能分类 (1)通用高分子材料：塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等。 (2)功能高分子材料：高分子分离膜、导电高分子、医用高分子、高吸水性树脂等。 【典型例题】下列有关高分子材料的说法不正确的是 A．为了防止淀粉—聚丙烯酸钠材料溶于水，可以使用交联剂对其进行改性处理 B．聚乙烯材料具有一定的弹性是因为化学键在拉伸过程中会断裂，除去外力后会恢复 C．用于制作烹任器具手柄的酚醛树脂是一种网状高分子材料 D．乳酸和均可用于制备可降解材料，有助于减轻温室效应、消除“白色污染” 【答案】B 【解析】A项，使用交联剂，增加特殊聚合物的耐溶性，描述正确，不符题意；B项，聚乙烯材料具有一定的弹性是因为分子结构中碳链可折叠，描述错误，符合题意；C项，酚醛树脂是热固性塑料，其聚合形成的高聚物呈网状结构，描述正确，不符题意；D项，乳酸在一定条件下可以缩聚成聚乳酸酯，CO2与环氧化物在一定条件下可以制备聚碳酸酯，消耗CO2减轻温室效应，可降解塑料可减少“白色污染”，描述正确，不符题意；故选B。 方法02：加聚反应的特点 【解题通法】 【典型例题】一种可制造光学镜片的聚合物Z，其合成路线如图所示。 下列说法正确的是( ) A．X的水解产物含有乙酸的同系物 B．Y可以发生取代和加成反应 C．聚合物Z属于可降解高分子材料 D．此反应属于缩聚反应 【答案】B 【解析】A项，由结构简式可知，X一定条件下发生水解反应生成2—甲基丙烯酸和甲醇，2—甲基丙烯酸和乙酸的官能团不完全相同，不是同类物质，不可能互为同系物，故A错误；B项，由结构简式可知，Y含有的碳碳双键可以发生加成反应，含有的苯环能发生取代反应，故B正确；C项，由结构简式可知，聚合物Z中虽然酯基可以水解，但是水解后得到的物质依然是高分子化合物，不能变成小分子，Z属于不可降解高分子材料，故C错误；D项，由方程式可知，催化剂作用下X和Y发生加聚反应生成Z，故D错误；故选B。 方法03 ：缩聚反应的特点 【解题通法】 【典型例题】酚醛树脂具有绝缘、阻燃等性能，由苯酚和甲醛合成酚醛树脂的反应如下： n +nHCHO+H2O 下列说法正确的是( ) A．化学方程式中水的化学计量数是2n-1 B．常温下 比 更难溶于水 C．1 mol HCHO与银氨溶液反应最多可以生成2 mol Ag D． 的单体是 和HCHO 【答案】D 【解析】A项，由氧原子守恒可知方程式中水的化学计量数是n-1，故A错误；B项，含有的羟基数目越多，越易溶于水，则 易溶于水，故B错误；C项，1mol HCHO含有2mol醛基，则最多可以生成4 mol Ag，故C错误；D项， 为苯酚和甲醛的缩聚产物，即单体为 和HCHO，故D正确。故选D。 方法04：高聚物单体的推断方法 【解题通法】 【典型例题】下列说法正确的是( ) A．酚醛树脂的结构简式为 B．高聚物由3种单体加聚得到 C．n→+(n-1)H2是加聚反应 D．1mol在碱性条件下完全水解，消耗n mol NaOH 【答案】D 【解析】A项，酚醛树脂的结构简式为，A错误；B项，高聚物由苯乙烯和1，3-丁二烯两种单体加聚得到，B错误；C项，n→+(n-1)H2是缩聚反应，C错误；D项，1mol在碱性条件下完全水解，1个链节消耗1个NaOH，则1mol高聚物消耗n mol NaOH，D正确；故选D。 方法05：功能高分子材料 【解题通法】 在合成高分子的主链或支链上接上带有某种特定功能的官能团，使它们具有特殊的功能以满足光学、电学、磁学、化学、生物学、医学等方面的要求。 【典型例题】下列关于功能高分子材料的说法错误的是( ) A．硅橡胶属于生物非降解型的医用高分子材料 B．软水的制备及工业废水的处理通常会用到离子交换树脂 C．用于制造CPU芯片的良好半导体材料属于功能高分子材料 D．高分子半导体材料主要用于聚合物电致发光二极管中 【答案】C 【解析】A项，硅橡胶是指主链由硅和氧原子交替构成，硅原子上通常连有两个有机基团的橡胶，属于生物非降解型的医用高分子材料，A正确；B项，离子交换树脂可分为两大类：阴离子交换树脂和阳离子交换树脂，被广泛应用于水处理中，B正确；C项，用于制造CPU芯片的半导体材料是单晶硅，属于传统的无机非金属材料，C错误；D项，聚合物光电子器件主要包括聚合物电致发光二极管、聚合物场效应晶体管和聚合物太阳能电池等，D正确；故选C。 1 / 25 学科网（北京）股份有限公司 $ 第五章 合成高分子 第一节 合成高分子的基本方法 一、有机高分子化合物 1．有机高分子的概念 有机高分子化合物是由许多小分子化合物以共价键结合成的，相对分子质量__________(通常在104以上)的一类化合物。 2．与有机高分子化合物相关的概念 概念 定义 示例 单体 能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物 链节 高分子化合物中化学组成相同、可重复的_________单位 聚合度 高分子链中含有__________的数目，通常用n表示 聚合物 由单体__________形成的相对分子质量较大的化合物 3．有机高分子化合物的分类 (1)按来源分：__________高分子、__________高分子。 (2)按结构分：__________型高分子、__________型高分子、支链型高分子。 (3)按性质分：__________性高分子、__________性高分子。 (4)按用途分：__________、__________、__________、涂料、黏合剂等。 二、加成聚合反应 1．概念 由含有__________键的相对分子质量小的低分子化合物以__________反应的形式结合成相对分子质量大的高分子化合物的化学反应叫加成聚合反应，简称__________反应。 2．高分子化合物的结构 聚乙烯的结构简式为，单体为CH2==CH2，链节为____________________，高分子链中含有链节的数目称为__________，通常用______表示。 3．加聚产物单体的判断方法 (1)凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的聚合物，其单体必为一种，将两个半键闭合即得对应单体。 如的单体为____________________。 (2)凡链节主链有四个碳原子(无其他原子)，且链节无双键的聚合物，其单体必为两种，在中央划线断开，然后分别将两个半键闭合即得对应单体。 如的单体为____________________和____________________。 (3)凡链节主链上只有碳原子，并存在碳碳双键结构的高聚物，其断键规律是“有双键，四个碳；无双键，两个碳”，划线断开，然后将单键变双键，双键变单键即得对应单体。 (4)凡链节主链上有多个碳原子(n>2)，且含有碳碳双键的高聚物，若采用“见双键，四个碳”的断键方式，链节主链两边分别剩下1个碳原子，无法构成含双键的单体时，则可能是含有碳碳三键的化合物参与了加聚反应。 如的单体是。 三、缩合聚合反应 1．概念。有机小分子单体间反应生成高分子化合物，同时产生小分子化合物的反应。 2．反应特点 (1)缩聚反应的单体至少含有两个__________； (2)单体和缩聚产物的组成__________； (3)反应除了生成聚合物外还生成__________，如H2O、HX等。 (4)仅含两个官能团的单体缩聚后生成的缩合聚合物呈__________结构，含三个或三个以上官能团的单体缩聚后的缩合聚合物呈体型(网状)结构。 (5)缩合聚合物(简称缩聚物)结构式的书写： [来源：学科网ZXXK] ①要在方括号外侧写出链节余下的端基__________或__________。如： ②除单体物质的量与缩聚物结构式的下角标要一致外，还应注意，由一种单体进行缩聚反应，生成小分子物质的量为__________；由两种单体进行缩聚反应，生成小分子物质的量应为__________。 3．缩聚产物单体的判断方法 (1)若高聚物为或H，其单体必为一种。 如H的单体为____________________。 (2)凡链节中含有的高聚物，其单体为酸和醇，将中C—O键断开，羰基上加—OH，氧原子上加—H即可。 如 的单体为____________________和____________________。 (3)凡链节中含有的高聚物，其单体一般为氨基酸，将中C—N键断开，羰基上加—OH，—NH—上加—H。如的单体为__________和__________________。 第二节 合成高分子 一、通用高分子材料 1．塑料 (1)塑料的成分 塑料的主要成分是____________________，即__________。 (2)塑料的分类 分类依据 类型 特征 按树脂受热时的特征 ________性 加热可熔融，能溶于一些溶剂中，可重复加工，反复使用 ________性 加热后不能软化或熔融，也不能溶于任何溶剂，只能一次成型 2．聚乙烯 LDPE是低密度聚乙烯的英文缩写，即____________________聚乙烯。 　　HDPE是高密度聚乙烯的英文缩写，即____________________聚乙烯。 　　二者密度不同，一般密度大于0.94的为HDPE，小于0.925的为LDPE，在此之间的为MDPE(中密度聚乙烯)。 LDPE(低密度高压聚乙烯)：手感柔软，白色透明，但透明度一般；燃烧火焰上黄下蓝；燃烧时无烟，有石蜡的气味，熔融滴落，易拉丝。 HDPE(高密度聚乙烯)：HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性，可用于包装用途。LDPE广泛用于生产薄膜、管材(软)、电缆绝缘层和护套、人造革等。 高压聚乙烯 低压聚乙烯 合成条件 150～300 Mpa、170～200 ℃ 低压、催化剂 分子结构类型 支链型 线型 相对分子质量 相对较小 相对较大 熔融温度 相对较低 相对较高 密度 相对较小 相对较大 硬度 相对较小 相对较大 溶解性 可溶于适当有机溶剂 可溶于适当有机溶剂 用途 制作薄膜 制作板、管、棒材 二、高分子的命名 1．天然高分子化合物 天然高分子化合物，常用俗名，如：__________、__________、橡胶、纤维素等等。 合成高分子化合物 2．合成高分子化合物，通常按照制备方法和原料名称来命名。 (1)加聚反应制得的高分子化合物 加聚反应制得的高分子化合物，其命名习惯上是在原料名称之前，加一个“_______”字。如，氯乙烯的聚合物，称为__________；四氟乙烯的聚合物，称为____________________；有机玻璃，是由甲基丙烯酸甲酯通过加聚反应制得的，故学名为____________________。 (2)缩聚反应制得的高分子化合物 缩聚反应制得的高分子化合物，其命名习惯上是在原料名称之后，加“__________”二字。如：酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂等。事实上，加聚产物在未制成成品之前也常以“树脂”称之。如：聚乙烯树脂、聚丙烯树脂等。 (3)聚酰胺类高分子化合物 聚酰胺类高分子化合物，其命名是在聚酰胺后面加上__________，该数字表示单体中_______原子的个数。例如，由己二胺和己二酸缩聚而成的高分子化合物，称为聚酰胺__________；由癸二胺和癸二酸缩聚而成的高分子化合物，称为聚酰胺__________。 (4)合成橡胶类高分子化合物 合成橡胶类高分子化合物，其命名是在橡胶二字的前面加上能代表单体名称的几个字。如1，3-丁二烯与苯乙烯的聚合物称为__________；2-氯-1，3-丁二烯的聚合物称为__________；1，3-丁二烯与丙烯腈的聚合物称为__________；异戊二烯的聚合物称为__________，依此类推。 (5)商品名称 商业上为了方便，常给某些合成纤维以商品名称，称为“__________”。 ①锦纶(或尼龙)聚酰胺类合成纤维，它的商品名称叫“锦纶”或“尼龙”，如，锦纶-6、锦纶-66，尼龙-610等。 凡是后面有两个或两个以上数字的，表示这种聚酰胺纤维是由二元胺和二元酸两种单体缩聚而成的。前面的数字是二元胺的碳原子数，后面的数字是二元酸的碳原子数。如，尼龙-610是由己二胺和癸二酸缩聚而成的。 凡是后面只有一个数字的，表示这种聚酰胺纤维是由某碳原子个数的内酰胺聚合而成的。如，锦纶-6是由己内酰胺聚合而成的。 ②涤纶。聚酯纤维是指纤维分子中各个链节，都是以酯基相连接形成的高分子化合物，商品名称叫“涤纶”。目前，工业生产中产量最大的涤纶是聚对苯二甲酸乙二酯，俗称“的确良”。 另外，还有一些常见的高分子化合物的商品名称，如，“腈纶”、“丙纶”、“氯纶”、“维尼纶”，等等。 “腈纶”——聚丙烯腈纤维； “丙纶”——聚丙烯纤维； “氯纶”——聚氯乙烯纤维； “维尼纶” ——聚乙烯醇缩甲醛纤维。 三、可降解高分子 塑料制品已进入千家万户，垃圾中废弃的塑料也愈来愈多。由于这类合成高分子非常稳定，耐酸耐碱，不蛀不霉，把它们埋入地下，上百年也不会腐烂。因此废弃的塑料已经成为严重的公害，人们大声疾呼要消除“白色污染”。如果包装食品的塑料袋和泡沫塑料饭盒用可降解高分子材料来做，那末废弃的塑料将在一定条件下自行分解成为粉末。 合成高分子的主链结合得十分牢固，要降解必须设法破坏、削弱主链的结合。已提出__________降解、__________降解和__________降解等三种方法，并合成了生物降解塑料、化学降解塑料和光照降解塑料，这类可降解高分子将在解决环境污染方面起到重要的作用。 四、酚醛树脂 1．含义：酚醛树脂是用酚类与醛类在酸或碱的催化下相互缩合而成的____________________。 2．制备和结构 ⅰ.在酸性催化下： ____________________ ________________________________________ ⅱ.在碱催化下，等物质的量的甲醛与苯酚或过量甲醛与苯酚反应，生成____________________、____________________、____________________等，然后加热继续反应，生成网状结构的酚醛树脂。 五、常见的有机高分子化学反应 1．降解。在一定条件下，高分子材料解聚为小分子。如有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)热解为甲基丙烯酸甲酯；聚苯乙烯用氧化钡处理，能分解为苯乙烯。 2．橡胶硫化。天然橡胶()，经硫化，破坏了碳碳双键，形成单硫键(—S—)或双硫键(—S—S—)，线型变__________结构。 3．催化裂化。石油催化裂化得柴油、煤油、汽油及可燃性气体等。 六、合成纤维 1．纤维的分类 ①合成纤维：利用__________、__________、________和农副产品作原料加工制得的单体，再经聚合反应而制得的纤维。其原料本身__________。 ②人造纤维：利用芦苇、甘蔗渣、短棉、木材等为原料经化学加工和纺织而制得的纤维。它是利用原料本身所含有的纤维素而制得的纤维。 (2)六大纶包括：__________、__________、__________、__________、__________、__________。 ①维纶被称为“人造棉花”，因其分子链上含有__________而具有较好的吸湿性。 2．聚酯纤维 (1)合成纤维中产量最大的是聚酯纤维中的__________。 (2)涤纶的商品名称为____________________纤维。 (3)涤纶是________________和__________在催化剂作用下发生__________反应生产的，可用化学方程式表示如下： ________________________________________。 3．聚酰胺纤维 (1)聚酰胺纤维中的__________是较早面世的合成纤维之一。 (2)由己二胺和己二酸缩聚而成的高分子化合物，称为____________________；由癸二胺和癸二酸缩聚而成的高分子化合物，称为____________________。 4．芳纶纤维 (1)芳纶纤维全称为______________________________。 (2)芳纶1414，商品名凯芙拉，数字1和4指单体________________和_______________的官能团在苯环上的位置。 (3)芳纶纤维的化学方程式为： ________________________________________。 (4)芳纶纤维是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能，在560度的温度下，不分解，不融化。它具有良好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。 七、合成橡胶 1．橡胶的分类 2．合成橡胶 (1)原料：以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃等为_________，聚合而成。 (2)性能：具有__________性、__________性、气密性、耐油性、耐高温或耐低温等性能。 (3)几种常见的合成橡胶 名称 单体 结构简式 顺丁橡胶 CH2===CH—CH===CH2 ______________________________ 丁苯橡胶 (SBR) ______________________________ 氯丁橡胶 (CR) ______________________________ 3．橡胶的硫化 橡胶受热变软，遇冷变硬、发脆，不易成型，容易磨损，易溶于汽油等有机溶剂，分子内具有双键，易起加成反应，容易老化。 硫化橡胶。在一定条件下，使胶料中的生胶与硫化剂发生化学反应，使其由线型结构的大分子交联成为立体网状结构的大分子，使从而使胶料具备高强度、高弹性、高耐磨、抗腐蚀等等优良性能。 八、功能高分子材料 1．功能高分子材料 概念：具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料。 例如，高分子催化剂，各种滤膜，磁性高分子，形状记忆高分子，高吸水性材料，医用高分子材料，高分子药物等。 2．高吸水性树脂 (1)合成方法 ①改造淀粉或纤维素分子，接入强亲水基团。 a.常见的强亲水基团：羟基、羧基、醛基、氨基等。 b.改造后的树脂具有强大的吸水和保水能力，而且可生物降解。 ②合成新的带有强亲水基团的高分子。 如： 聚丙烯酸钠(网状结构) 合成的网状结构的树脂可吸收几百至几千倍于自身质量的水，同时保水能力强，还能耐一定的挤压作用。 (2)应用 在干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤，还可用于婴儿纸尿裤等。 3．高分子分离膜 (1)分离原理 分离膜一般只允许水及一些小分子物质通过，其余物质则被截留在膜的另一侧，形成浓缩液，达到对原液净化、分离和浓缩的目的。 (2)分离膜的分类 ①根据膜孔大小：微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等。 ②根据分离膜材料：醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。 (3)应用 高分子分离膜已广泛用于海水淡化和饮用水的制取，以及果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等领域。 易错点01：高分子与低分子有机物的区别 有机高分子化合物 低分子有机物 相对分子质量 很大(通常104～106) 1 000以下 相对分子质量的数量 平均值 有明确的数值 分子的基本结构 由若干个重复结构单元组成 单一分子结构 性质 在物理、化学性质上有较大差异 联系 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，也称为聚合物 易错点02：加聚反应与缩聚反应的比较 类别 加聚反应 缩聚反应 单体 特征 含不饱和键 (如碳碳双键) 至少含两个特征官能团 (如—OH、—COOH、—NH2) 单体种类 含碳碳双键或碳碳三键的有机物或环状有机物等 酚和醛，二元醇、二元酸、氨基酸 聚合方式 通过不饱和键、破环加成 通过缩合脱去小分子而连接 聚合物特征 高聚物与单体具有相同的组成 高聚物和单体具有不同的组成 产物 只产生高聚物 高聚物和小分子 易错点03：加聚反应与缩聚反应的书写和判断 加聚反应 缩聚反应 单体结构 单体必须是含有双键等不饱和键的化合物(如乙烯、氯乙烯、丙烯腈等) 单体为含有两个或两个以上的官能团(如—OH、—COOH、—NH2、—X等)的化合物 反应机理 反应发生在不饱和键上 反应发生在不同的官能团之间 聚合方式 通过不饱和键上的加成连接 通过缩合脱去小分子而连接 反应特点 只生成高聚物，没有副产物产生 生成高聚物的同时，还有小分子副产物生成(如H2O、HCl等) 聚合物化学组成　 所得高聚物的化学组成跟单体的化学组成相同，其平均相对分子质量＝M(单体)×n(聚合度) 所得高聚物的化学组成跟单体的化学组成不同，其平均相对分子质量<M(单体)×n(聚合度) 易错点04：高分子化合物的结构与性质 线型高分子 体型(网状)高分子 结构 分子中的原子以共价键相互联结，构成一条很长的卷曲状态的“链” 分子链与分子链之间还有许多共价键交联起来，形成三维空间的网状结构 溶解性 能缓慢溶解于适当溶剂 很难溶解，但往往有一定程度的胀大 性能 具有热塑性，无固定熔点 具有热固性，受热不熔化 特性 强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好 强度大、绝缘性好，有可塑性 常见 物质 聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡胶 酚醛树脂、硫化橡胶 易错点05：新型高分子材料与传统三大合成材料的联系与区别 比较 分类 功能高分子材料 传统三大合成材料 共同点 都是由C、H、O、N、S等元素构成 都是由单体经加聚或缩聚反应形成 都有线型结构、网状结构 区别 在功能与性能上，与传统材料相比，新型高分子材料具有特殊功能 易错点06：功能高分子材料的比较 常见功能高分子材料 主要功能 高分子膜 高分子分离膜 选择性地允许某些物质通过 高分子传感膜 把化学能转换成电能 高分子热电膜 把热能转换成电能 医用高分子材料 ①具有优异的生物相容性②具有某些特殊功能 方法01：高分子材料 【解题通法】 1．高分子化合物的分类 (1)按来源分：天然高分子、合成高分子。 (2)按结构分：线型高分子、体型高分子、支链型高分子。 (3)按性质分：热塑性高分子、热固性高分子。 (4)按用途分：塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、黏合剂等。其中，塑料、合成纤维、合成橡胶又被称为“三大合成材料”。 2．高分子材料按用途和性能分类 (1)通用高分子材料：塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等。 (2)功能高分子材料：高分子分离膜、导电高分子、医用高分子、高吸水性树脂等。 【典型例题】下列有关高分子材料的说法不正确的是 A．为了防止淀粉—聚丙烯酸钠材料溶于水，可以使用交联剂对其进行改性处理 B．聚乙烯材料具有一定的弹性是因为化学键在拉伸过程中会断裂，除去外力后会恢复 C．用于制作烹任器具手柄的酚醛树脂是一种网状高分子材料 D．乳酸和均可用于制备可降解材料，有助于减轻温室效应、消除“白色污染” 方法02：加聚反应的特点 【解题通法】 【典型例题】一种可制造光学镜片的聚合物Z，其合成路线如图所示。 下列说法正确的是( ) A．X的水解产物含有乙酸的同系物 B．Y可以发生取代和加成反应 C．聚合物Z属于可降解高分子材料 D．此反应属于缩聚反应 方法03 ：缩聚反应的特点 【解题通法】 【典型例题】酚醛树脂具有绝缘、阻燃等性能，由苯酚和甲醛合成酚醛树脂的反应如下： n +nHCHO+H2O 下列说法正确的是( ) A．化学方程式中水的化学计量数是2n-1 B．常温下 比 更难溶于水 C．1 mol HCHO与银氨溶液反应最多可以生成2 mol Ag D． 的单体是 和HCHO 方法04：高聚物单体的推断方法 【解题通法】 【典型例题】下列说法正确的是( ) A．酚醛树脂的结构简式为 B．高聚物由3种单体加聚得到 C．n→+(n-1)H2是加聚反应 D．1mol在碱性条件下完全水解，消耗n mol NaOH 方法05：功能高分子材料 【解题通法】 在合成高分子的主链或支链上接上带有某种特定功能的官能团，使它们具有特殊的功能以满足光学、电学、磁学、化学、生物学、医学等方面的要求。 【典型例题】下列关于功能高分子材料的说法错误的是( ) A．硅橡胶属于生物非降解型的医用高分子材料 B．软水的制备及工业废水的处理通常会用到离子交换树脂 C．用于制造CPU芯片的良好半导体材料属于功能高分子材料 D．高分子半导体材料主要用于聚合物电致发光二极管中 1 / 25 学科网（北京）股份有限公司 $