高分子化合物的合成.ppt

课题三课题三高分子化合物与材料高分子化合物与材料思考：思考：u什么叫高分子化合物？请举例说明什么叫高分子化合物？请举例说明u你能说出几种合成高分子材料的方法吗？你能说出几种合成高分子材料的方法吗？如：淀粉、纤维、蛋白质。相对分子量如：淀粉、纤维、蛋白质。相对分子量一般在一万以上，有的可达上千万。一般在一万以上，有的可达上千万。加聚反应；缩聚反应加聚反应；缩聚反应天然高分子化合物天然高分子化合物淀粉、纤维素、蛋白质等淀粉、纤维素、蛋白质等合成高分子化合物合成高分子化合物合成纤维、合成塑料、合成纤维、合成塑料、合成橡胶合成橡胶1.什么是聚合反应什么是聚合反应?由相对分子质量小的化合物分子由相对分子质量小的化合物分子（单体单体）互相结互相结合成相对分子质量大的合成相对分子质量大的高分子化合物高分子化合物的反应。的反应。一、高分子化合物的合成一、高分子化合物的合成加聚反应加聚反应缩聚反应缩聚反应3.类型类型2.几个概念几个概念:单体单体、链节链节、聚合度聚合度单体：能合成高分子化合物的小分子物质。单体：能合成高分子化合物的小分子物质。链节：重复出现的简单的结构单元。链节：重复出现的简单的结构单元。聚合度：链节重复的次数聚合度：链节重复的次数（1）、加聚反应）、加聚反应一、高分子化合物的合成一、高分子化合物的合成单体间通过加成反应聚合成高分子化合物的单体间通过加成反应聚合成高分子化合物的反应。反应。（加成聚合）（加成聚合）(加成聚和反应加成聚和反应)发生加聚反应的条件是什么？发生加聚反应的条件是什么？(教材教材6868页页)练习：写出教材练习：写出教材6868页资料卡片中合成页资料卡片中合成 高分子化合物的方程式高分子化合物的方程式常见产品常见产品:教材教材6868页资料卡片页资料卡片加聚反应加聚反应单体单体结构特点：含有结构特点：含有不饱和键（或环）不饱和键（或环）；CC练习一练习一 （1）人造象牙的结构可表示为）人造象牙的结构可表示为 CH2O n 它的单体是（它的单体是（）A.(CH3)2O B.CH3CHO C.HCHO D.CH3CHO （2）三位科学家因发现导电塑料荣获）三位科学家因发现导电塑料荣获2000年诺年诺贝尔化学奖。导电塑料的结构可表示为贝尔化学奖。导电塑料的结构可表示为 CHCH n ，则其单体为（，则其单体为（）。）。A.乙烯乙烯 B.1,3丁二烯丁二烯 C.乙炔乙炔 D.乙烷乙烷练习练习2：找出下列高分子化合物的单体找出下列高分子化合物的单体 CH2-CH-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH n CN如何根据高聚物找如何根据高聚物找单体单体呢呢（2）.缩聚反缩聚反应应缩聚反应：（缩合聚合）缩聚反应：（缩合聚合）除生成高分子化合物外，还有小分子生成。除生成高分子化合物外，还有小分子生成。发生缩聚反应的必要条件是什么？发生缩聚反应的必要条件是什么？两种单体分子都含有两个或两个以上能够两种单体分子都含有两个或两个以上能够相互反应的相互反应的(不同或相同的不同或相同的)官能团官能团.例如：例如：HOCH2COOH；H2NCH2COOH；HOOCCOOH与与HOCH2CH2OH；HOOCCOOH与与H2NCH2(CH2)4CH2NH2等等（2）.缩聚反缩聚反应应缩聚反应：缩聚反应：反应类型反应类型常见产品：常见产品：涤纶涤纶(聚对苯二甲酸乙二醇酯聚对苯二甲酸乙二醇酯)、锦纶锦纶(聚酰胺聚酰胺)、酚醛树脂、酚醛树脂酚醛缩合酚醛缩合酯化酯化:羧基中的羟基与羟基中的氢羧基中的羟基与羟基中的氢聚酰胺聚酰胺:羧基中的羟基与氨基中的氢羧基中的羟基与氨基中的氢写出形成下列高分子化合物的化学方程式：写出形成下列高分子化合物的化学方程式：(1)CH2=CHCN发生加聚反应发生加聚反应：_；(2)CH2=CH2发生加聚反应：发生加聚反应：_；练习：写出已二酸和乙二醇发生缩聚反应练习：写出已二酸和乙二醇发生缩聚反应 的方程式的方程式思考：思考：高分子化合物是否属于化合物？高分子化合物是否属于化合物？分析下列单体的结构特点，指出它们分分析下列单体的结构特点，指出它们分别能发生哪种聚合反应？并写出化学别能发生哪种聚合反应？并写出化学方程式？方程式？（1）CH2CH(CH3)COOCH3（2）CH2C(CH3)CHCH2（3）CHCH（4）CH2CH2 和和 CH3-CHCH2（5）H2N(CH2)6NH2和和 HOOC(CH2)4COOH对于对于加聚加聚产物找单体产物找单体的方法是：首先看链节中有的方法是：首先看链节中有无碳碳双键。若无碳碳双键。若无碳碳双键无碳碳双键，可将碳链两端的括，可将碳链两端的括号脱去，再把主链中所有碳原子号脱去，再把主链中所有碳原子两两两两切开，将切切开，将切开后所得结构中两个游离价键连成双键，即可得开后所得结构中两个游离价键连成双键，即可得单体。单体。若链节中若链节中有碳碳双键有碳碳双键，可将含双键的两个碳原子，可将含双键的两个碳原子的两边各取一个碳原子切开，即得一个的两边各取一个碳原子切开，即得一个四碳链四碳链，再将四碳链中双键中的一个价键切开，分别与左再将四碳链中双键中的一个价键切开，分别与左右两边的两个碳原子的游离价键相连接即得到二右两边的两个碳原子的游离价键相连接即得到二烯烃，其它同上。烯烃，其它同上。推断缩聚产物单体的方法是：首先找链节中所含推断缩聚产物单体的方法是：首先找链节中所含的基团，再的基团，再根据形成该基团的机理进行切开和逆根据形成该基团的机理进行切开和逆向向添加即得单体。添加即得单体。二、塑料制品的加工二、塑料制品的加工(二二)塑料制品的分类塑料制品的分类分类分类按结构分按结构分按性质分按性质分线型高分子线型高分子体型高分子体型高分子热塑型热塑型热固型热固型(一一)高分子材料的强度高分子材料的强度:相对分子质量相对分子质量越大越大,分子间作用力越强分子间作用力越强,强度越大强度越大.(三三)、塑料制品的结构和性能、塑料制品的结构和性能1线型高分子：分子呈线型高分子：分子呈 状状，可可溶溶于于 受热受热 ，有，有 性。性。2 体体 型型 高高 分分 子子：高高 分分 子子 链链 之之 间间 ，不不易易溶于溶于 ，受热，受热，有，有 性。性。长链长链有机溶剂有机溶剂软化软化熔融熔融热塑热塑通过化学键产生交联，形成立体网状结构通过化学键产生交联，形成立体网状结构有机溶剂有机溶剂不熔化不熔化热固热固二、塑料制品的加工二、塑料制品的加工1、热塑型、热塑型：可反复加工，多次使用、：可反复加工，多次使用、线型线型结构结构 如：聚乙烯如：聚乙烯、聚氯乙烯、聚氯乙烯2、热固型、热固型：成型后不再会熔化、：成型后不再会熔化、体型体型结构结构 如：酚醛树脂、尿醛树脂等如：酚醛树脂、尿醛树脂等二、塑料制品的加工二、塑料制品的加工(四四)塑料制品的生产塑料制品的生产:(教材教材P71）.塑料的改性的方法塑料的改性的方法(教材教材P72)三、性能优异的合成材料三、性能优异的合成材料填充改性填充改性共混改性共混改性共聚改性共聚改性影响高分子性能的因素：影响高分子性能的因素：单体单体的的组成组成和和结构结构、高分子高分子的的相对分子质量相对分子质量、高、高分子分子链的形状链的形状以及高分子的以及高分子的聚集状态聚集状态2.功能高分子材料功能高分子材料三、性能优异的合成材料三、性能优异的合成材料(1)高分子材料发展的主要趋势是高分子材料发展的主要趋势是 、和和。高性能化高性能化功能化功能化复合化复合化精细化精细化智能化智能化(2)功功能能高高分分子子材材料料的的特特定定功功能能主主要要通通过过以以下下三种途径获得：三种途径获得：。由含有某种特定功能官能团的单体直接聚合由含有某种特定功能官能团的单体直接聚合通过化学反应在高分子主链和侧链上引入通过化学反应在高分子主链和侧链上引入某些具有特定功能的基团某些具有特定功能的基团通过合理的加工成型实现材料的功能化通过合理的加工成型实现材料的功能化2.功能高分子材料功能高分子材料三、性能优异的合成材料三、性能优异的合成材料(3)类型：类型：离子交换树脂离子交换树脂、离子交换膜离子交换膜、生物功能材料生物功能材料（高分子药物、人（高分子药物、人造器官、医药器材、医用修复材料等）造器官、医药器材、医用修复材料等）、光纤、液晶、光盘、磁盘等。、光纤、液晶、光盘、磁盘等。3.复合材料复合材料(教材教材P73)三、性能优异的合成材料三、性能优异的合成材料(1)构成：一般由起黏结作用的构成：一般由起黏结作用的基体基体和起增强和起增强作用的作用的增强体增强体两种材料两种材料构成。构成。玻璃钢：将玻璃纤维和高分子化合物（如聚玻璃钢：将玻璃纤维和高分子化合物（如聚酯树脂、环氧树脂等）复合而成的。酯树脂、环氧树脂等）复合而成的。(2)性能性能：强度高强度高、质量轻质量轻、耐腐蚀耐腐蚀、抗冲抗冲击击、绝缘性好绝缘性好等优良性能等优良性能四、环境中的高分子材料四、环境中的高分子材料1.高分子材料的老化高分子材料的老化(教材教材P74)(1)概念：高分子材料在使用过程中，由于概念：高分子材料在使用过程中，由于环境的影响环境的影响，其，其强度强度、弹性弹性、硬度硬度等等性能性能逐渐逐渐变差变差，这种现象称为高分子材料老化。，这种现象称为高分子材料老化。（2）引起老化的原因引起老化的原因(教材教材P74)外因：外因：、热热、光光的作用，接触的作用，接触 、和和 等。等。内因：高分子链之间发生内因：高分子链之间发生 ；高分子链发生；高分子链发生 等等。外力外力空气空气水水微生物微生物化学试剂化学试剂交联而变硬、变脆、交联而变硬、变脆、丧失弹性丧失弹性断裂、相对分子质量断裂、相对分子质量降低而变软，发粘降低而变软，发粘(3)高分子材料的保护高分子材料的保护(教材教材P74)加入加入、和和 等等精细化学品改善其性能。精细化学品改善其性能。避免接触避免接触光稳定剂光稳定剂抗氧化剂抗氧化剂阻燃剂阻燃剂能与其发生反应或催化这种能与其发生反应或催化这种能使它们溶解的有机溶剂能使它们溶解的有机溶剂反应的化学试剂反应的化学试剂 和和 2可降解高分子材料的开发可降解高分子材料的开发(1)可可降降解解高高分分子子材材料料定定义义：一一类类各各项项性性能能在在 的材料。的材料。(2)降解的定义：降解的定义：的过程，主要涉及的过程，主要涉及 、三个过程。三个过程。(3)目前环境降解材料的开发：目前环境降解材料的开发：以以 为主。为主。化学和物理因素引起化学和物理因素引起生物降解生物降解光降解光降解化学降解化学降解生物降解材料生物降解材料保存期和使用期内满足要求，使用后保存期和使用期内满足要求，使用后在自然环境中可降解为无害物质在自然环境中可降解为无害物质聚合物分子断裂聚合物分子断裂3废废旧旧高高分分子子材材料料的的回回收收利利用用(教教材材P75)废旧高分子材料的回收利用有三种途径废旧高分子材料的回收利用有三种途径:(1)。(2)。(3)。通过再生和改性利用，重新做成多种通过再生和改性利用，重新做成多种采用热裂解或化学处理的方法使其分解，采用热裂解或化学处理的方法使其分解，将废旧的聚合物作为燃料回收利用热能将废旧的聚合物作为燃料回收利用热能有用的材料和制品有用的材料和制品用于制备多种化工原料用于制备多种化工原料v高分子按来源分：高分子按来源分：天然高分子天然高分子合成高分子合成高分子线型高分子线型高分子体型高分子体型高分子热塑性高分子热塑性高分子热固性高分子热固性高分子塑料、纤维、橡胶、塑料、纤维、橡胶、涂料涂料功能高分子材料、粘合剂功能高分子材料、粘合剂v高分子按结构分：高分子按结构分：v高分子按性质分：高分子按性质分：高分子按性高分子按性 能和用途分：能和用途分：小结：高小结：高 分分 子子 材材 料料合成合成材料材料线型高分子材料线型高分子材料体型高分子材料体型高分子材料常见常见物质物质合成纤维、部分塑料合成纤维、部分塑料(如聚如聚乙烯乙烯)部分塑料部分塑料(如电木如电木)结构结构特点特点以共价键结合成高分子链，以共价键结合成高分子链，链与链之间以分子间作用链与链之间以分子间作用力相结合力相结合以共价键构成高分子链，以共价键构成高分子链，链与链之间以共价键大链与链之间以共价键大量交联量交联性质性质特点特点具有弹性、可塑性，在溶具有弹性、可塑性，在溶剂中能溶解，加热能熔融，剂中能溶解，加热能熔融，硬度、脆性较小，不能导硬度、脆性较小，不能导电电没有弹性和可塑性，不没有弹性和可塑性，不能溶解成熔融，在溶剂能溶解成熔融，在溶剂中能溶胀，硬度和脆性中能溶胀，硬度和脆性较大，不能导电较大，不能导电新型高分子材料材料材料名称名称功能高分子材料功能高分子材料复合材料复合材料概念概念既具有传统高分子材料的既具有传统高分子材料的机械性能，又具有某些特机械性能，又具有某些特殊功能的高分子材料殊功能的高分子材料两种或两种以上材料组两种或两种以上材料组成的新型材料成的新型材料性能性能不同功能的高分子材料，不同功能的高分子材料，具有不同的特征性质具有不同的特征性质一般具有强度高、质量一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等轻、耐高温、耐腐蚀等优良性能优良性能应用应用高分子分离膜、医疗器械、高分子分离膜、医疗器械、医药等医药等汽车工业、机械工业、汽车工业、机械工业、体育用品、航空航天等体育用品、航空航天等二、合成材料及其性能1聚乙烯塑料受热到一定范围时开始软化，直到熔化成流动的液体。熔化的聚乙烯塑料冷却后又变成固体，加热后又熔化，这种现象称为_。聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等都是热塑性塑料。热塑性塑料具有_结构。2热固性塑料在形成初期也是长链状的，受热会软化,可以被制成一定的形状。但在进一步受热时,链与链之间会形成_，产生一些交联，形成结构，硬化定型。再受热时，链状分子的滑动受到限制，因此不会熔化。热塑性线型化学键3复合材料一般是由起_作用的基体和_作用的增强体两种材料构成的。例如，_就是一种复合材料,它具有强度高、质量轻、_、_ _、_等优良性能。4高分子材料在使用过程中，由于环境的影响，其_、_、_等性能逐渐变差，这种现象称为高分子材料的_。5降解是指化学和物理因素引起的_的过程,主要涉及生物降解、_、_三种过程。黏结增强玻璃钢耐腐蚀冲击绝缘性好抗强度弹性硬度老化聚合物分子链断裂光降解化学降解核心要点突破一、高分子化合物高分子化合物按其来源可分为天然高分子化合物和合成高分子化合物两大类，合成高分子化合物主要有三大类：合成纤维、塑料和合成橡胶。