3.3 合成高分子化合物 課件-魯科版選擇性必修3（共27張）

第三節(jié)合成高分子化合物知識回顧1.乙烯加成聚合得到聚乙烯的反應(yīng)方程式2.丙烯加成聚合可得到聚丙烯的反應(yīng)方程式3.乙炔發(fā)生聚合反應(yīng)生成聚乙炔的方程式4.苯酚與甲醛發(fā)生聚合反應(yīng)，生成酚醛樹脂的方程式塑料制品聚乙烯制品酚醛樹脂合成橡膠合成纖維

合成高分子化合物已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人們的日常生活。例如，合成橡膠制成的汽車輪胎極大地改善了車胎的性能，合成高分子材料制成的涂料和隔音、隔熱材料使得居室更加美觀實用，合成纖維制成的服裝改善了人們“穿”的質(zhì)量。

高分子化合物具有什么性質(zhì)？高分子化合物是怎樣合成出來的？聯(lián)想·質(zhì)疑圖3-3-1由高分子材料制成的降落傘一、高分子化合物概述高分子化合物：一般是指由成千上萬個原子以共價鍵連接形成的、相對分子質(zhì)量很大（104~106甚至更大）的化合物（簡稱高分子），又稱大分子化合物（簡稱大分子）。也稱為高聚物，常稱為聚合物。單體：能用來合成高分子化合物的小分子化合物由聚苯乙烯制成的燈罩單體聚合物鏈節(jié)：化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)均可以重復(fù)的最小單位，又稱重復(fù)結(jié)構(gòu)單元鏈接數(shù)鏈節(jié)數(shù)：重復(fù)結(jié)構(gòu)單元數(shù)，通常用n表示。在高分子化合物的分子鏈中，與單體相對應(yīng)的最小結(jié)構(gòu)單位稱為結(jié)構(gòu)單元。在一個高分子化合物中，結(jié)構(gòu)單元的總數(shù)表示形成該高分子化合物時反應(yīng)掉的單體數(shù)，稱為聚合度。由一種單體聚合后形成的高分子化合物中，結(jié)構(gòu)單元數(shù)=聚合度=鏈節(jié)數(shù)；由兩種或兩種以上的單體聚合后形成的高分子化合物中，結(jié)構(gòu)單元數(shù)=聚合度≠鏈節(jié)數(shù)。結(jié)構(gòu)單元與聚合度知識支持高分子化合物分類二、高分子化合物的合成——聚合反應(yīng)聚合反應(yīng)：由小分子物質(zhì)合成高分子化合物的化學(xué)反應(yīng)聚合反應(yīng)加成聚合反應(yīng)——縮合聚合反應(yīng)——加聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)

施陶丁格（H.Staudinger）是德國著名化學(xué)家，也是高分子科學(xué)的創(chuàng)始人。1920年，他發(fā)表了具有劃時代意義的《論聚合》，提出“無論天然或合成的聚合物，其形態(tài)和特性都可以由具有共價鍵連接的鏈?zhǔn)礁叻肿咏Y(jié)構(gòu)來解釋”的觀點，從而把“大分子”這個概念引進(jìn)科學(xué)領(lǐng)域。該觀點一經(jīng)提出，立即與當(dāng)時占主流的“膠體理論”的信奉者產(chǎn)生了一場激烈的學(xué)術(shù)爭論。“膠體理論”認(rèn)為纖維素是葡萄糖的締合體，但后來越來越多的實驗數(shù)據(jù)都證實了“大分子”概念的正確性。1953年，施陶丁格因發(fā)現(xiàn)“鏈狀大分子物質(zhì)”而走上了諾貝爾化學(xué)獎的領(lǐng)獎臺。施陶丁格與高分子科學(xué)資料在線施陶丁格1.加成聚合反應(yīng)定義：是指單體通過加成的方式生成高分子化合物的聚合反應(yīng)，簡稱加聚反應(yīng)。特點：沒有小分子化合物產(chǎn)生。2.縮合聚合反應(yīng)定義：由單體通過分子間的相互縮合而生成高分子化合物的聚合反應(yīng)，簡稱縮聚反應(yīng)。特點：伴隨有小分子化合物（如水）的產(chǎn)生。三、高分子化學(xué)反應(yīng)定義：有高分子化合物參與的化學(xué)反應(yīng)稱為高分子化學(xué)反應(yīng)作用：將已有的天然或合成高分子轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌母叻肿幽康模阂话闶菫楦叻肿訋砟撤N特定的功能或性質(zhì)，或者是得到一種全新的高分子化合物分類聚合度變大反應(yīng)聚合度變小反應(yīng)聚合度不變反應(yīng)（1）聚合度變大反應(yīng)將聚苯乙烯的分子鏈“接枝”到聚丁二烯的分子鏈上，實現(xiàn)了高分子聚合度的變大，得到具有高抗沖擊性能的聚苯乙烯。（2）聚合度變小反應(yīng)高分子化合物可以在力、熱、光、化學(xué)物質(zhì)、水或微生物等作用下降解，發(fā)生聚合度變小的反應(yīng)。（3）聚合度不變反應(yīng)聚苯乙烯的苯環(huán)上可以發(fā)生磺化反應(yīng)，磺化程度較高時甚至可以使原本難溶于水的聚苯乙烯變得極易溶于水。聚醋酸乙烯酯與甲醇在一定條件下反應(yīng)，可以得到一種新的高分子化合物聚乙烯醇，酯基轉(zhuǎn)變?yōu)榱u基的結(jié)果使聚乙烯醇在水中的溶解性很好。

在塑料制品出廠時，廠家會在產(chǎn)品上面印上標(biāo)識。表3-3-1中列出了常見塑料制品的標(biāo)識。

表3-3-1塑料制品的標(biāo)識請尋找五種塑料制品，查看上面的標(biāo)識，思考并與同學(xué)們討論下列問題。1.這些塑料的單體是什么?2.請舉例說明不同成分的塑料的用途有什么不同?；顒印ぬ骄棵Q單體用途聚對苯二甲酸乙二（醇）酯

衣料、室內(nèi)裝修材料、電絕緣材料、繩索、漁網(wǎng)等高密度聚乙烯CH2==CH2

背包框架、防彈板、瓶蓋、食品儲存容器、汽車油箱、折疊椅和桌子、地?zé)醾鳠峁芟到y(tǒng)、耐熱煙花迫擊炮、安全帽、呼啦圈、編織袋等聚氯乙烯排水管、涼鞋、雨衣、化工廠容器貯槽名稱單體用途低密度聚乙烯CH2==CH2

注塑制品、食品包裝材料、醫(yī)療器具、藥品、吹塑中空成型制品、纖維等聚丙烯可制薄膜、日常用品、管道、包裝材料等聚苯乙烯可制高頻絕緣材料，電視、雷達(dá)部件，醫(yī)療衛(wèi)生用具，還可制成泡沫塑料用于防震、防濕、隔音等四、合成高分子材料合成高分子材料：是以合成高分子化合物為基本原料，加入適當(dāng)助劑，經(jīng)過一定加工過程制成的材料。1.常見的合成高分子材料塑料樹脂助劑凡人工合成的、未經(jīng)加工處理的任何聚合物填料增塑劑穩(wěn)定劑脫模劑發(fā)泡劑可降低成本，增強塑料的機械性能、耐熱性和絕緣性能改善塑料的柔軟性，使塑料易于加工成型防止塑料在加工和使用過程中因熱、光等外界因素影響而發(fā)生性能變壞防止塑料制品在成型過程中粘在金屬設(shè)備或模具上以制得具有無數(shù)微孔的泡沫塑料塑料、橡膠、合成纖維、涂料、粘合劑、密封材料涂料：涂布于物體表面后能結(jié)成堅韌保護(hù)膜的物質(zhì)，它常涂在家具、道路指示牌以及船舶的表面，起美化和保護(hù)內(nèi)部物體的作用涂料主要的成分：成膜物質(zhì)（成膜物質(zhì)一般是天然樹脂或合成樹脂）。黏合劑：是以各種樹脂如酚醛樹脂、脲醛樹脂等為主要成分制成的由α-氰基丙烯酸酯

環(huán)氧樹脂黏合劑因分子鏈的剛性和含有極性的環(huán)氧基團，而具有黏合強度高、收縮率低、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點，對金屬、陶瓷、塑料及木材等均具有較好的黏結(jié)力，具有“萬能膠”的美譽。這種黏合劑可由雙酚A（

）與環(huán)氧氯丙烷（

）在堿性條件下制得，結(jié)構(gòu)簡式為：

環(huán)氧樹脂黏合劑分為熱固化黏合劑和室溫固化黏合劑兩種。熱固化黏合劑需要在150℃以上，同時加入含有羧基或羥基的物質(zhì)來發(fā)揮黏合作用。室溫固化黏合劑利用環(huán)氧基團與胺類物質(zhì)（交聯(lián)劑）在室溫下快速反應(yīng)達(dá)到交聯(lián)固化的目的，保存時需要將黏合劑與交聯(lián)劑分開，使用時按一定比例混合即可，這就是生活中常用的AB膠。萬能膠——環(huán)氧樹脂黏合劑資料在線2.功能高分子材料功能高分子：是指除了具有一般高分子的力學(xué)性能外，還具有特殊物理、化學(xué)或生物等功能的高分子。特點：一般在高分子鏈的主鏈、側(cè)鏈或交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部或表面含有某種功能性基團。制備方法將功能性基團通過某種反應(yīng)或作用連接到已有的高分子中將含有功能性基團的單體進(jìn)行聚合分類：離子交換樹脂陽離子交換樹脂陰離子交換樹脂向聚合物中引入磺酸基（-SO3H）、羧基（-COOH）等基團，得到的樹脂，可與溶液中的陽離子進(jìn)行交換反應(yīng)果向聚合物中引入氨基（-NH2）等基團，得到堿性的樹脂，可與溶液中的酸根離子進(jìn)行交換。醫(yī)用高分子生物可降解型生物非降解型可吸收縫合線、黏合劑、緩釋藥物等，當(dāng)它們降解成小分子后可被生物體吸收或通過代謝而排出體外?？捎糜谥谱魅嗽煅?、人造心臟、隱形眼鏡等，它們與生物體接觸后具有長期穩(wěn)定性。高分子導(dǎo)體與半導(dǎo)體

1977年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)摻雜了碘的聚乙炔可以變成導(dǎo)體，這種導(dǎo)體具有優(yōu)良的光學(xué)和電學(xué)性能，可以代替金屬制品進(jìn)行電磁波的屏蔽。這種傳統(tǒng)意義上的絕緣體竟然表現(xiàn)出導(dǎo)體的許多光、電、磁等特性，意味著一種新的功能高分子——導(dǎo)電高分子誕生了。這一發(fā)現(xiàn)獲得了2000年的諾貝爾化學(xué)獎。導(dǎo)電高分子材料的研究歷史不長，但它作為新一代電子材料，已經(jīng)在電磁屏蔽、塑料芯片、顯示設(shè)備、人造肌肉等方面獲得了廣泛的應(yīng)用。

高分子半導(dǎo)體材料主要用于聚合物電致發(fā)光二極管（PLED）中，電致發(fā)光是指通過某種材料將電能直接轉(zhuǎn)化為光能的過程，具有柔性、可濕法加工是PLED最大的特點。1992年，黑格教授的研究小組發(fā)明了用塑料作為基底的柔性顯示器件，將電致發(fā)光器件最迷人的一面展示給了世界。拓展視野課堂小結(jié)合成高分子化合物高分