第3节 合成高分子化合物
[目标导航] 1.了解高分子化合物的分类、组成与结构特点,能根据加成聚合反应产物的化学式确定单体和链节。2.能说明加成聚合反应和缩合聚合反应的特点,并能进行反应类型的判断。3.知道高分子化学反应是合成某些特殊聚合物的方法,并能够知道高分子化合物的特性。4.知道高分子材料与高分子化合物的关系,能举例说明一些常见高分子材料的用途。
一、高分子化合物 1.高分子化合物概述 (1)概念
高分子化合物:由许多小分子化合物以共价键结合成的、相对分子质量很高(通常为10~10)的一类化合物。也称聚合物或高聚物。 (2)基本概念
基本概念 单体 链节 重复结构单元数或链节数 高聚物 例如:
含义 能用来合成高分子化合物的小分子化合物 高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位,也称重复结构单元 高分子链中含有链节的数目,通常用n表示 由单体聚合而成的相对分子质量较大的化合物 4
6
nCH2===CH2――→
催化剂
高聚物
CH2—CH2
↓ ↓ ↓
单体 链节 链节数 2.高分子化合物的分类
(1)按来源分类,可分为天然高分子化合物和合成高分子化合物。如棉花、羊毛、天然橡胶属于天然高分子化合物;塑料、合成纤维、涂料等属于合成高分子化合物。 (2)按分子链的连接形式分类,可分为线型高分子,支链型高分子和体型高分子。 (3)按受热时的不同行为分类,可分为热塑性高分子和热固性高分子。热塑性高分子化合物可以反复加工,多次使用。热固性高分子化合物初次受热变软时,可以塑制成一定的形状,但硬化后,加热不会再软化。
(4)按工艺性质和使用分类,可分为塑料、橡胶、纤维、涂料、黏合剂与密封材料。 3.高分子化合物的合成——聚合反应 (1)概念
①定义:由小分子物质合成高分子化合物的化学反应。 ②分类:加成聚合反应和缩合聚合反应。 (2)加成聚合反应 ①反应特点
单体通过加成的方式生成高分子化合物的反应,简称加聚反应,既属于加成反应,又属于聚合反应。如聚异戊二烯合成反应:
引发剂
(异戊二烯)―― →
异戊二烯(天然橡胶))。 ②单体结构特点
(聚
含有、—C≡C—、等不饱和键。
③加聚产物特点
单体与高分子的组成相同,即元素的质量比、原子个数比相同,聚合产物的相对分子质量为单体的整数倍。 (3)缩合聚合反应 ①反应特点
单体通过分子间的相互缩合而生成高分子化合物的聚合反应,简称缩聚反应。所得的高分子化合物称为缩聚物,在反应过程中伴随有小分子化合物(如H2O、HX等)产生。如:
+nHOCH2CH2OH
2
引发剂――→
②单体的结构特点
+2nH2O]。
单体一般至少有两个官能团。如:乙二酸与乙二醇的缩聚反应等。
引发剂
+nHOCH2CH2OH――→
+2nH2O。
nH2N—CH2
引发剂
―― →
+nH2O。
有的单体也有其他结构特点。如:
H
+CnHOH――→△
③缩聚反应产物的特点
+
+nH2O。
单体与高分子化合物的链节组成不同,相差小分子化合物的组成。 议一议
1.单体与结构单元是否相同?有何关系?
答案 不相同。单体是反应物,结构单元是高分子中的最小重复单位;单体是物质,能独立存在,结构单元不是物质,只能存在于高分子中;单体含不饱和键,结构单元不一定含不饱和键。单体发生聚合反应就产生了结构单元。 2.今有高聚物
(1)单体是__________。 (2)基本结构单元是__________。
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