第五章合成高分子第一節合成高分子的基本方法一、有機高分子化合物1、概念：由許多低分子化合物以共價鍵結合成的，相對分子質量很大(通常在104以上)的一類化合物。2、基本概念eq\x(單體)—能夠進行聚合反應形成高分子化合物的低分子化合物↓聚合eq\x(高聚物)—由單體聚合而成的相對分子質量較大的化合物↓單元eq\x(鏈節)—高分子化合物中化學組成相同、可重復的最小單位，也稱重復結構單元↓數目eq\x(聚合度)—高分子鏈中含有鏈節的數目，通常用n表示例如：二、合成高分子化合物的基本反應類型1、加成聚合反應(加聚反應)(1)概念由含有不飽和鍵的化合物分子以加成反應的形式結合成高分子化合物的反應。(2)加聚反應的特點①單體必須是含有雙鍵、三鍵等不飽和鍵的化合物(例如：烯、二烯、炔、醛等)。②反應只生成高聚物，沒有副產物產生。③聚合物鏈節的化學組成跟單體的化學組成相同。④聚合物相對分子質量為單體相對分子質量的整數倍。(3)常見的加聚反應①丙烯的加聚：②1,3丁二烯的加聚：nCH2CH—CHCH2eq\o(→,\s\up7(催化劑))CH2—CH=CH—CH2。2、縮合聚合反應(縮聚反應)(1)概念有機小分子單體間反應生成高分子化合物，同時生成小分子化合物的反應。(2)縮聚反應的特點①單體分子中至少含有兩個官能團(如—OH、—COOH、—NH2、—X等)。②縮聚反應生成聚合物的同時，還有小分子副產物(如H2O、NH3、HCl等)生成。③所得聚合物鏈節的化學組成與單體的化學組成不同。④縮聚物結構簡式要在方括號外側寫出鏈節余下的端基原子或原子團。如：(3)常見的縮聚反應①羥基酸縮聚如HOCH2COOH的縮聚：HOOC(CH2)5OH的縮聚：②醇與酸縮聚如乙二酸與乙二醇的縮聚：己二酸與乙二醇的縮聚：nHOOC(CH2)4COOH＋③氨基酸的縮聚如氨基乙酸的縮聚：④胺與酸的縮聚如己二胺與己二酸的縮聚：nH2NCH2(CH2)4CH2NH2＋nHOOC(CH2)4COOHeq\o(,\s\up11(催化劑),\s\do4(△))3、加聚反應和縮聚反應的對比加聚反應縮聚反應單體結構單體必須是含有雙鍵等不飽和鍵的化合物(如乙烯、氯乙烯、丙烯腈等)單體為含有兩個或兩個以上官能團(如—OH、—COOH、—NH2、—X等)的化合物反應機理反應發生在不飽和鍵上反應發生在官能團之間聚合方式通過在雙鍵上的加成而連接通過縮合脫去小分子而連接反應特點只生成高聚物，沒有副產物產生生成高聚物的同時，還有小分子副產物生成(如H2O、NH3、HCl等)聚合物的化學組成所得高聚物的化學組成跟單體的最簡式相同，其相對分子質量eq\x\to(M)r＝Mr(單體)×n(聚合度)所得的高聚物的化學組成跟單體的化學組成不同，其相對分子質量eq\x\to(M)r<[Mr(單體)×n(聚合度)]4、加聚產物單體的推斷(1)凡鏈節的主鏈只有兩個碳原子(無其他原子)的聚合物，其合成單體必為一種，將鏈節兩端兩個半鍵斷開向內閉合即可。(2)凡鏈節主鏈上只有四個碳原子(無其他原子)且鏈節無雙鍵的聚合物，其單體必為兩種，在鏈節兩端及正中央劃線斷開，然后左右兩個半鍵閉合即可。(3)凡鏈節主鏈中只有碳原子，并存在碳碳雙鍵()結構的聚合物，雙鍵前后各兩個碳原子劃線斷開，形成間二烯烴結構，其規律是“見雙鍵，四個碳；無雙鍵，兩個碳”從一端劃線斷開，隔一鍵斷一鍵，然后將半鍵閉合，即單雙鍵互換。(4)若給出較長的結構片段，則應首先找出重復的鏈節，再加以判斷，但應注意重復的鏈節有時不止一種形式，可去掉一端的一個碳原子(可能屬于前一個鏈節)后再考慮。5、縮聚產物單體的推斷第二節高分子材料一、通用高分子材料（一）塑料1、高分子材料的分類2、塑料(1)成分主要成分是合成樹脂，輔助成分是各種加工助劑。(2)分類①熱塑性塑料：可以反復加熱熔融加工，如聚乙烯、聚氯乙烯等制成的塑料。②熱固性塑料：不能加熱熔融，只能一次成型，如用具有不同結構的酚醛樹脂等制成的塑料。(3)常見的塑料①聚乙烯高壓法聚乙烯低壓法聚乙烯合成條件較高壓力、較高溫度、引發劑較低壓力、較低溫度、催化劑高分子鏈的結構含有較多支鏈支鏈較少高分子鏈較短較長相對分子質量較低較高密度較低較高軟化溫度較低較高用途生產食品包裝袋、薄膜、絕緣材料等生產瓶、桶、板、管等二、合成纖維和合成橡膠1、合成纖維(1)纖維的分類纖維eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(天然纖維：如棉花、羊毛、蠶絲和麻等,化學纖維\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(再生纖維,合成纖維：錦綸、滌綸、氯綸、腈綸、維綸、丙綸等))))(2)合成纖維的性能合成纖維的優點是強度高、彈性好、耐腐蝕、不縮水、保暖等，但在吸濕性、透氣性等方面不如天然纖維。合成纖維中維綸具有較好的吸濕性，被稱為“人造棉花”。(3)常見的合成纖維①聚酯纖維——滌綸合成纖維中目前產量最大的是聚酯纖維中的滌綸。滌綸是聚對苯二甲酸乙二酯纖維的商品名稱。其合成反應為滌綸是應用最廣泛的合成纖維品種，大量用于服裝與床上用品、各種裝飾布料、國防軍工特殊織物以及工業用纖維制品等。②聚酰胺纖維聚己二酰己二胺纖維(又稱錦綸66或尼龍66)不溶于普通溶劑，耐磨，強度高，是由H2N—(CH2)6—NH2和HOOC(CH2)4COOH合成的，其合成反應如下：2、合成橡膠(1)橡膠的分類橡膠eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(天然橡膠,合成橡膠\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(通用橡膠\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(丁苯橡膠,順丁橡膠,氯丁橡膠)),特種橡膠\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(聚硫橡膠：有耐油性,硅橡膠：有耐熱、耐寒性))))))(2)常見的橡膠①順丁橡膠是以1,3丁二烯為原料，在催化劑作用下，通過加聚反應，得到以順式結構為主的聚1,3丁二烯?；瘜W方程式為nCH2CH—CHCH2eq\o(→,\s\up7(催化劑))。②天然橡膠是異戊二烯的順式聚合物，寫出異戊二烯和天然橡膠的結構簡式：三、功能高分子材料1、定義具有某些特殊化學、物理及醫學功能的高分子材料。例如，高分子催化劑；各種濾膜；磁性高分子；形狀記憶高分子；高吸水性材料；醫用高分子材料；高分子藥物等。2、高吸水性樹脂(1)結構特點①含有強親水性原子團(—OH)的支鏈；②具有網狀結構。(2)合成方法①對淀粉、纖維素等天然吸水材料進行改性，在淀粉或纖維素的主鏈上再接入帶有強親水基團的支鏈，可以提高它們的吸水能力。例如，淀粉與丙烯酸鈉在一定條件下發生反應，生成以淀粉為主鏈的接枝共聚物。為防止此共聚物溶于水，還需在交聯劑作用下生成網狀結構的淀粉聚丙烯酸鈉高吸水性樹脂。②用帶有強親水基團的烯類單體進行聚合，得到含親水基團的高聚物。例如，在丙烯酸鈉中加入少量交聯劑，再在一定條件下發生聚合，可得到具有網狀結構的聚丙烯酸鈉高吸水性樹脂。這兩種方法有一個共同特點，都要在反應中加入少量交聯劑，讓線型結構變為網狀結構。(3)應用可在干旱地區用于農業、林業抗旱保水，改良土壤；可用于嬰幼兒使用的紙尿褲。3、高分子分離膜(1)分離原理只允許水及一些小分子物質通過，其余物質被截留在膜的另一側，稱為濃縮液，達到對原液凈化、分離和濃縮的目的。(2)分類根據膜孔大小分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜等。(3)制作材料主要是有機高分子材料，如醋酸纖維、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。(4)應用海水淡化和飲用水的制取，果汁濃縮、乳制