CH2CH CH CH2nCH2CH2CH2CH第五章合成高分子一、加成聚合反应（一）高分子的相关概念1、高分子的分类（1）天然高分子一淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶等（2）合成高分子一塑料、合成纤维、合成橡胶等2、高分子与低分子的区别与联系高分子低分子相对分子质量通常在 104以上一般在1000以下相对分子质量数值平均值具有明确的数值分子的基本结构由若干个重复结构单元组成单一分子结构性质在物理、化学性质上有较大的差别联系有机高分子是由低分子有机物经聚合反应得到的3、合成高分子的基本方法（1）加成聚合反应——一般是含有双键的烯类单体发生的聚合反应（2）缩合聚合反应——一般是含有两个(或两个以上)官能团的单体之间发生的聚合反应（二）加聚反应1、特点（1）单体必须是含有双键、三键等不饱和键的化合物（如烯烃、二烯烃、炔烃、醛等）（2）加聚反应发生在不饱和键上（3）无副产物产生，聚合物链节的化学组成与单体的化学组成相同（4）加聚反应生成的聚合物的平均相对分子质量为单体的相对分子质量的整数倍。
2、种类（1）烯烃的均聚反应：乙烯的加聚反应：（2）二烯烃的均聚反应：1,3丁二烯的加聚反应：nCH2=CH-CH=CH2−−−→催化剂“破两头移中间”（3）共聚反应：由两种或两种以上单体发生的加聚反应①烯烃的共聚反应：乙烯和丙烯的共聚反应：nCH2=CH2+nCH2=CH-CH3−−−→催化剂CH2-CH2-CH2-CH=CH-CH2n催化剂催化剂(或②烯烃与二烯烃的共聚反应：乙烯和1,3丁二烯的共聚反应：nCH2=CH2+ nCH2=CH-CH=CH2−−−→催化剂（4）碳碳三键的加聚反应：乙炔的加聚反应：（三）由聚合物推单体：“无双键，两碳拆；有双键，四碳拆，单双键互换”1、若链节的主链上只有C-C，则 2 个C一起拆，单键变双键。
2、若链节的主链上有C=C，则 4 个C一起拆，单双键互换。
二、缩合聚合反应（一）特点：1、缩聚反应单体往往是具有双官能团或多官能团的小分子2、缩聚反应生成聚合物的同时，还有小分子副产物生成，这是缩聚反应与加聚反应的重要不同之处3、一般的缩聚反应多为可逆反应，为提高产率，并得到具有较高聚合度的缩聚物，需要及时移除反应产生的小分子副产物。
4、所得聚合物链节的化学组成与单体的化学组成不同5、含有两个官能团的单体缩聚后生成的聚合物呈线型结构（二）缩聚反应方程式的书写1、单体物质的量与缩聚物结构简式的下角标一般要一致2、注意生成小分子的物质的量：由一种单体进行缩聚反应，生成小分子的物质的量一般为 n-1由两种单体进行缩聚反应，生成小分子的物质的量一般为 2n-1（三）种类1、羟基与羧基（酯化）（1）醇酸缩聚：己二酸与乙二醇的缩聚反应：＋n HOCH2CH2OH ＋(2n－1)H2O（2）羟酸缩聚：乳酸的缩聚反应：2、氨基与羧基：（1）H2N(CH2)5COOH→C ON HC OO CO NHC OOOHCH 2C ON HC OO CO催化剂 △OH（2）3、酚醛缩聚：苯酚和甲醛的缩聚反应：（五）缩聚产物推单体1、若链节中无 、 时，去掉“[ ] ”和“n ”，就得到单体2、若链节中有 、 时，断开C-N 和C-O 键，C 上连 —OH ，N 和O 上连 H ，再去掉“ [ ] ”和“ n ”，就得到单体3、若链节中有 、—CH 2—，则单体为 和HCHO（六）判断聚合反应的类型1、若链节上都是C ，则是 加 聚反应2、若链节含有 、 、 ，则是 缩 聚反应 三、通用高分子材料（一）高分子的分类 按照用途和性能可分为：1、 通用 高分子材料：塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等2、功能 高分子材料：高分子分离膜、导电高分子、医用高分子、高吸水性树脂等 （二）塑料1、成分：主要成分： 合成树脂加工助剂：增塑剂、热稳定剂、着色剂、防老化剂 2、种类按树脂受热时的特征：热塑性塑料： 线 型结构， 链 状结构，可以 反复 加热熔融加工。
例：聚乙烯、聚氯乙烯 热固性塑料： 体 型结构， 网 状结构， 不 能加热熔融，只能一次成型。
例：酚醛树脂 （三）聚乙烯 1、合成反应：C OCO2、按合成方法分类：（1）高压法聚乙烯：是在较 高压力与较 高 温度，并在引发剂作用下，使乙烯发生加聚反应得到的，含有较 多 支链，密度和软化温度较 低 ，属于 低 密度聚乙烯(LDPE)。
（2）低压法聚乙烯：是在较 低 压力和温度下，用催化剂使乙烯发生加聚反应得到的，支链较 少 ，密度和软化温度较 高 ，属于 高 密度聚乙烯(HDPE)小结：高压→ 低 密度、 低 软化温度、较 软 →塑料薄膜、食品包装袋；低压→ 高 密度、 高 软化温度、较 硬 →瓶、桶、板、管。
（3）聚乙烯分子结构与软化温度、密度的关系聚乙烯的软化温度、密度与高分子链之间的作用力有关。
高分子链之间的作用力越 大 ，聚乙烯的软化温度越 高 、密度也越高。
低密度聚乙烯的主链有较多长短不一的支链，支链结构有碍碳碳单键的旋转和链之间的接近，链之间的作用力就比高密度聚乙烯的 小 ；相反，高密度聚乙烯的支链较少，链之间易于接近，相互作用力较 大 。
（5）通过改进聚合反应的 催化剂 ，现已得到超高相对分子质量的聚乙烯，其具有高强度和高耐磨性，使用温度范围广，耐化学腐蚀，可用于制造防弹服、防弹头盔、绳缆等。
（四）酚醛树脂酚醛树脂（俗称电木 ）：酚类+醛类−−−→−-+OH H 或高分子化合物 1、形成方式：酸催化：苯酚与甲醛 1:1 反应，苯酚邻位或对位H 与加成生成羟甲基苯酚，羟甲基苯酚之间相互脱水缩合形成 线 型高分子碱催化：甲醛与苯酚1:1 或 n:1 反应，苯酚邻、对位H 与 加成，生成羟甲基苯酚的同时，还生成二羟甲基苯酚、二羟甲基苯酚等，再脱水缩合形成 网 状结构的酚醛树脂2、性质及用途：具有 网 状结构的高分子受热后不能软化或熔融， 不溶于一般溶剂。
酚醛树脂主要用作绝缘、隔热、难燃、隔音器材和复合材料。
可用于烹饪器具的手柄，一些电器与汽车的零部件，火箭发动机、返回式卫星和宇宙飞船外壳等的烧蚀材料3、线型结构、支链型结构、网状结构的结构特点和性质特点结构结构特点性质特点线型没有支链的长链分子，且大多数呈卷曲状受热后熔化，冷却后固化，具有热塑性支链型主链上有长支链和短支链，分子排列松散，分子间作用力弱柔软度和溶解度较线型高分子的大，密度、强度和软化温度低于线型高分子网状线型或支链型高分子以化学键交联，形成网状结构柔软度降低，刚性提高，不能熔融，在溶剂中会发生溶胀，不能溶解4、线性脲醛树脂的合成反应（尿素和甲醛的缩聚反应）：（五）合成纤维1、纤维的分类：（1）天然纤维：棉花、羊毛、蚕丝、麻（2）化学纤维：①再生纤维：以木材、秸秆等农副产品为原料，经加工处理得到②合成纤维：用石油、天然气、煤和农副产品等为原料，将其转化为单体，经聚合反应制得2、合成纤维的性能和用途（1）性能：①优点：强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖②缺点：吸湿性和透气性明显不及天然纤维( 维纶吸湿性较好，且有“人造棉花”的美称)③改性方法：将天然纤维和合成纤维混合纺织得到的混纺纤维实现了优势互补，性能更加优良（2）用途：合成纤维除满足人们的穿着需求外，还广泛应用于工农业生产和高科技领域。
如工业用的隔音、隔热、绝缘材料，渔业用的渔网、缆绳，医疗用的缝合线、止血棉，航空航天用的降落伞、航天服，等等注：常见合成纤维：“六大纶”——涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶3、重要的合成纤维（1）聚酯纤维：合成纤维中产量最大的是聚酯纤维中的涤纶，涤纶是聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的商品名，俗称的确良①涤纶的单体：HOOC COOH和HOCH2CH2OH催化剂C(CH 2)4C-NH(CH 2)6NHnO H HO O②涤纶的制取：③性能：涤纶纤维的强度 大 ，耐磨，易洗，快干，保形性好，但透气性和吸湿性差，可以与天然纤维混纺获得改进。
④用途： 涤纶是应用最广泛的合成纤维品种，大量用于服装与床上用品(如运动服、被套、睡袋等)、各种装饰布料、国防军工特殊织物(航天服、降落伞),以及工业用纤维制品(过滤材料、绝缘材料、轮胎帘子线、传送带)等。
（2）聚酰胺纤维聚酰胺纤维中的锦纶是较早面世的合成纤维之一。
聚己二酰己二胺纤维(又称锦纶66 、尼龙66,两个数字6分别代表二胺 和 二酸 分子中所含 碳 原子的个数) ①锦纶66的单体：H 2N-(CH 2)6-NH 2 和 HOOC-(CH 2)4-COOH ②锦纶66的制取：n H 2N-(CH 2)6-NH 2 +nHOOC-(CH 2)4-COOH催化剂 加热(2n-1)H 2O+③性能：聚己二酰己二胺 不 溶于普通溶剂，熔化温度高于260℃,拉制的纤维具有天然丝的外观和光泽，耐磨性和强度较大。
（3）芳香族聚酰胺纤维(芳纶)聚对苯二甲酰对苯二胺纤维，又称芳纶1414(商品名凯芙拉，数字1和4指单体对苯二甲酸和对苯二胺的官能团在苯环上的位置)①芳纶1414的单体： HOOCCOOH和 H 2NNH 2②芳纶1414的制取：（六）合成橡胶1、分类：根据来源：天然橡胶： 聚异戊二烯合成橡胶：丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶 2、与大多数塑料和合成纤维的区别：橡胶的相对分子质量比大多数塑料和合成纤维的都要高 ，一般在105~1063、常见的合成橡胶——顺丁橡胶（1）单体： CH2=CH-CH=CH2（2）制备：（3）结构特点：顺丁橡胶中存在碳碳双键，分子呈线型结构，分子链较柔软，性能较差。
易加成也易被氧化，所以盛放酸性高锰酸钾、溴水、浓硝酸、浓硫酸等的试剂瓶，塞子不能用橡胶塞（4）顺丁橡胶的硫化将顺丁橡胶与硫等硫化剂混合后加热，硫化剂将聚合物中的碳碳双键打开，以二硫键(—S—S—)等，把线型结构连接为网状结构，得到既有弹性又有强度的顺丁橡胶。
注意：①橡胶的硫化交联程度不宜过大，否则会使橡胶失去弹性。
②具有类似顺丁橡胶结构特点的橡胶，都可通过硫化改变其性能。
4、天然橡胶——聚异戊二烯（1）一种是巴西三叶橡胶树产出的橡胶，通常称为天然橡胶；天然橡胶原为线型高分子，硫化后转变成网状结构，增加了他的强度与弹性。
结构为：顺式聚异戊二烯（2）另一种是杜仲树产出的橡胶，称为杜仲胶。
杜仲胶硬而弹性差，属于硬橡胶，但绝缘性好。
它既能生产塑料也能生产橡胶。
如杜仲胶形状记忆材料、代替石膏的医用骨科夹板、海底电缆、绝缘器件等。
结构为：反式聚异戊二烯二、功能高分子材料（一）高吸水性树脂1、结构特点：（1）含有强亲水基团，如羧基、羟基、酰胺基等（2）具有网状结构2、设计思路：一是改造纤维素或淀粉分子，接入强亲水基团；二是合成新的带有强亲水基团的高分子。