高二化學(xué)選修五課件合成高分子化合物的基本方法

高二化學(xué)選修五課件合成高分子化合物的基本方法匯報(bào)人：XX20XX-01-12引言加聚反應(yīng)合成高分子化合物縮聚反應(yīng)合成高分子化合物逐步聚合反應(yīng)合成高分子化合物開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)合成高分子化合物高分子化合物的結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系引言01由大量重復(fù)結(jié)構(gòu)單元通過(guò)共價(jià)鍵連接而成的大分子化合物，分子量高達(dá)數(shù)千至數(shù)百萬(wàn)。具有高分子量、多分散性、鏈狀結(jié)構(gòu)、多種聚集態(tài)結(jié)構(gòu)等。高分子化合物概述高分子化合物的特點(diǎn)高分子化合物定義根據(jù)來(lái)源可分為天然高分子化合物和合成高分子化合物；根據(jù)性能可分為塑料、橡膠、纖維、涂料、膠粘劑等。分類(lèi)高分子化合物已廣泛應(yīng)用于日常生活、工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生、國(guó)防軍事等領(lǐng)域，如塑料袋、橡膠輪胎、合成纖維衣物、涂料裝飾等。應(yīng)用高分子化合物的分類(lèi)與應(yīng)用123通過(guò)合成方法可以制備出具有特定性能和功能的高分子化合物，滿足不同領(lǐng)域的需求。豐富高分子化合物的種類(lèi)和性能合成高分子化合物的研究不斷推動(dòng)著高分子科學(xué)的發(fā)展，為高分子物理、高分子化學(xué)等相關(guān)學(xué)科提供研究基礎(chǔ)。推動(dòng)高分子科學(xué)的發(fā)展合成高分子化合物的大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用，極大地促進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，提高了人們的生活水平。促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展合成高分子化合物的重要性加聚反應(yīng)合成高分子化合物02加聚反應(yīng)原理加聚反應(yīng)是指單體通過(guò)加成反應(yīng)形成高分子化合物的過(guò)程。在加聚反應(yīng)中，單體分子中的不飽和鍵（如雙鍵或三鍵）打開(kāi)，與其他單體分子中的不飽和鍵發(fā)生加成反應(yīng)，生成高分子鏈。加聚反應(yīng)特點(diǎn)加聚反應(yīng)具有高效性、選擇性和可控性。通過(guò)選擇合適的單體、引發(fā)劑和反應(yīng)條件，可以合成具有特定結(jié)構(gòu)和性能的高分子化合物。加聚反應(yīng)原理及特點(diǎn)聚乙烯的合成01聚乙烯是一種常見(jiàn)的高分子材料，由乙烯單體通過(guò)加聚反應(yīng)合成。在引發(fā)劑的作用下，乙烯單體中的雙鍵打開(kāi)并與其他乙烯單體發(fā)生加成反應(yīng)，生成聚乙烯鏈。聚苯乙烯的合成02聚苯乙烯是一種重要的塑料材料，由苯乙烯單體通過(guò)加聚反應(yīng)合成。在引發(fā)劑的作用下，苯乙烯單體中的雙鍵打開(kāi)并與其他苯乙烯單體發(fā)生加成反應(yīng)，生成聚苯乙烯鏈。聚丙烯的合成03聚丙烯是一種廣泛應(yīng)用的塑料材料，由丙烯單體通過(guò)加聚反應(yīng)合成。在引發(fā)劑的作用下，丙烯單體中的雙鍵打開(kāi)并與其他丙烯單體發(fā)生加成反應(yīng)，生成聚丙烯鏈。加聚反應(yīng)實(shí)例分析反應(yīng)溫度加聚反應(yīng)通常在一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。溫度過(guò)低可能導(dǎo)致反應(yīng)速率減慢，而溫度過(guò)高則可能導(dǎo)致副反應(yīng)的發(fā)生和產(chǎn)物性能的下降。引發(fā)劑是引發(fā)加聚反應(yīng)的關(guān)鍵因素之一。不同種類(lèi)的引發(fā)劑具有不同的引發(fā)效率和選擇性。引發(fā)劑的濃度也影響反應(yīng)的速率和產(chǎn)物的分子量分布。單體的種類(lèi)和濃度對(duì)加聚反應(yīng)的速率和產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)有重要影響。不同種類(lèi)的單體具有不同的反應(yīng)活性和選擇性。單體的濃度也影響反應(yīng)的速率和產(chǎn)物的分子量分布。反應(yīng)時(shí)間和攪拌速度對(duì)加聚反應(yīng)的進(jìn)行也有一定影響。適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)時(shí)間和攪拌速度有助于保證反應(yīng)的充分進(jìn)行和產(chǎn)物的均勻性。引發(fā)劑種類(lèi)和濃度單體種類(lèi)和濃度反應(yīng)時(shí)間和攪拌速度加聚反應(yīng)條件與影響因素縮聚反應(yīng)合成高分子化合物03縮聚反應(yīng)定義縮聚反應(yīng)通常是官能團(tuán)間的聚合反應(yīng)，比如說(shuō)兩個(gè)羧基脫去一分子水形成酸酐的縮合反應(yīng)就屬于縮聚反應(yīng)?？s聚反應(yīng)原理縮聚反應(yīng)通常是官能團(tuán)間的聚合反應(yīng)，通過(guò)多次重復(fù)縮聚反應(yīng)，可以得到高分子化合物。在縮聚反應(yīng)中，除了生成高分子化合物外，同時(shí)還生成如水、氨等小分子?？s聚反應(yīng)特點(diǎn)縮聚反應(yīng)通常是可逆的，因此需要控制反應(yīng)條件以使得平衡向生成高分子化合物的方向移動(dòng)；縮聚反應(yīng)的速率通常較慢，需要加入催化劑以加快反應(yīng)速率?？s聚反應(yīng)原理及特點(diǎn)聚酯的合成聚酯是一類(lèi)重要的高分子材料，可以通過(guò)二元酸和二元醇的縮聚反應(yīng)得到。例如，乙二醇和對(duì)苯二甲酸可以通過(guò)縮聚反應(yīng)生成聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）。尼龍-66的合成尼龍-66是一種重要的合成纖維，可以通過(guò)己二胺和己二酸的縮聚反應(yīng)得到。在這個(gè)反應(yīng)中，己二胺和己二酸首先反應(yīng)生成尼龍-66的預(yù)聚物，然后預(yù)聚物在高溫下進(jìn)一步縮聚得到高分子量的尼龍-66。縮聚反應(yīng)實(shí)例分析反應(yīng)溫度溫度是影響縮聚反應(yīng)速率的重要因素。一般來(lái)說(shuō)，提高溫度可以加快反應(yīng)速率，但過(guò)高的溫度可能導(dǎo)致副反應(yīng)的發(fā)生。催化劑催化劑可以顯著加快縮聚反應(yīng)的速率。常用的催化劑包括酸性催化劑和堿性催化劑。選擇合適的催化劑對(duì)于提高產(chǎn)物的質(zhì)量和降低能耗具有重要意義。原料純度原料的純度對(duì)于縮聚反應(yīng)的進(jìn)行也有重要影響。雜質(zhì)的存在可能會(huì)影響反應(yīng)的進(jìn)行，甚至導(dǎo)致副反應(yīng)的發(fā)生。因此，在進(jìn)行縮聚反應(yīng)前，需要對(duì)原料進(jìn)行充分的純化處理。反應(yīng)時(shí)間縮聚反應(yīng)通常需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能達(dá)到較高的轉(zhuǎn)化率。因此，控制合適的反應(yīng)時(shí)間是保證高分子化合物質(zhì)量的關(guān)鍵?？s聚反應(yīng)條件與影響因素逐步聚合反應(yīng)合成高分子化合物04原理：逐步聚合反應(yīng)是單體通過(guò)逐步反應(yīng)得到高分子化合物的過(guò)程，每一步反應(yīng)的速率和活化能都相近，因此反應(yīng)可以逐步進(jìn)行。特點(diǎn)反應(yīng)逐步進(jìn)行，每一步反應(yīng)的速率和活化能相近。逐步聚合反應(yīng)通常需要在一定的溫度和壓力下進(jìn)行。逐步聚合反應(yīng)可以得到高分子化合物，其分子量分布較寬，且分子量與轉(zhuǎn)化率成正比。逐步聚合反應(yīng)原理及特點(diǎn)聚酰胺的合成實(shí)例一二元胺和二元酸原料高溫高壓下，通過(guò)縮聚反應(yīng)得到聚酰胺。反應(yīng)條件逐步聚合反應(yīng)實(shí)例分析實(shí)例二聚酯的合成原料二元醇和二元酸產(chǎn)品應(yīng)用聚酰胺可用于制造纖維、塑料、涂料等。逐步聚合反應(yīng)實(shí)例分析高溫高壓下，通過(guò)酯化反應(yīng)得到聚酯。反應(yīng)條件聚酯可用于制造纖維、塑料、薄膜等。產(chǎn)品應(yīng)用逐步聚合反應(yīng)實(shí)例分析逐步聚合反應(yīng)條件與影響因素溫度逐步聚合反應(yīng)需要在一定的溫度下進(jìn)行，以保證反應(yīng)的進(jìn)行和產(chǎn)物的穩(wěn)定性。壓力對(duì)于某些逐步聚合反應(yīng)，需要一定的壓力來(lái)促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。催化劑：有些逐步聚合反應(yīng)需要使用催化劑來(lái)加速反應(yīng)的進(jìn)行。逐步聚合反應(yīng)條件與影響因素原料的純度對(duì)逐步聚合反應(yīng)的進(jìn)行和產(chǎn)物的性質(zhì)有很大影響。原料純度反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)溫度與壓力反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)物的分子量越大，但過(guò)長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間可能導(dǎo)致副反應(yīng)的發(fā)生。溫度與壓力的變化會(huì)影響反應(yīng)的速率和產(chǎn)物的性質(zhì)。030201逐步聚合反應(yīng)條件與影響因素開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)合成高分子化合物05原理開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)是指環(huán)狀化合物在引發(fā)劑或催化劑作用下，通過(guò)開(kāi)環(huán)和鏈增長(zhǎng)等步驟，生成高分子化合物的反應(yīng)。特點(diǎn)開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)具有高效、高選擇性、可控性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能夠合成出具有特定結(jié)構(gòu)和性能的高分子化合物。開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)原理及特點(diǎn)ε-己內(nèi)酯開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)。ε-己內(nèi)酯在辛酸亞錫催化下，可進(jìn)行開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)，生成聚己內(nèi)酯。該反應(yīng)具有活性聚合特征，可得到分子量分布窄的聚合物。實(shí)例一環(huán)狀碳酸酯的開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)。環(huán)狀碳酸酯在催化劑作用下，可進(jìn)行開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)，生成聚碳酸酯。該反應(yīng)具有原子經(jīng)濟(jì)性，符合綠色化學(xué)的要求。實(shí)例二開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)實(shí)例分析VS開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)通常需要引發(fā)劑或催化劑的存在，以及一定的溫度和壓力條件。不同的環(huán)狀化合物和催化劑體系，其反應(yīng)條件也有所不同。影響因素影響開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)的因素包括引發(fā)劑或催化劑的種類(lèi)和濃度、反應(yīng)溫度和壓力、溶劑種類(lèi)和濃度等。此外，環(huán)狀化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)也會(huì)對(duì)反應(yīng)產(chǎn)生影響。反應(yīng)條件開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)條件與影響因素高分子化合物的結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系06高分子鏈的構(gòu)象決定了其柔性和剛性，進(jìn)而影響材料的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性和耐化學(xué)腐蝕性。鏈的構(gòu)象支鏈的存在可以改變高分子鏈的堆砌密度和結(jié)晶能力，從而影響材料的硬度、強(qiáng)度和耐磨性。鏈的支化交聯(lián)結(jié)構(gòu)可以提高高分子材料的耐熱性、耐溶劑性和力學(xué)性能，但會(huì)降低其加工性能。鏈的交聯(lián)高分子鏈結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響

高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響結(jié)晶態(tài)結(jié)晶高分子具有優(yōu)異的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性，但耐沖擊性較差。非晶態(tài)非晶高分子具有較好的韌性和耐沖擊性，但力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性相對(duì)較差。取向態(tài)取向高分子在沿取向方向上具有優(yōu)異的力學(xué)性能，如高強(qiáng)度和高模量。通過(guò)添加增強(qiáng)材料，如玻璃纖維、碳纖維等