- 玻璃钢制品

【本讲教育信息】

一. 教学内容：

第3节合成高分子化合物

教学目的：

1. 掌握高分子化合物及单体、链节等概念，能根据指定高分子化合物判定其单体链节。

2. 掌握高分子化合物合成的几种反应类型并会应用。

3. 掌握高分子反应的概念及类型。

4. 了解合成高分子材料及分类。

二. 重点、难点：

高分子化合物的概念和合成反应

知识分析：

（一）高分子化合物概述

1. 高分子化合物：由许多小分子化合物以共价键结合成的、相对分子质量很高的一类化合物。

单体：能用来合成高分子化合物的小分子化合物。

链节：重复结构单元是组成高分子链的基本单位，称作链节。

链节数：链节的数目n称为链节数。

2. 高分子化合物的分类

（二）高分子化合物的合成

1. 聚合反应：由相对分子量较小的化合物互相结合成相对分子质量较大的化合物。

2. 加聚反应：由不饱和的、相对分子量较小的化合物结合成相对分子量。

例如：聚乙烯、聚异戊二烯、有机玻璃等等。

3. 缩聚反应：单体通过分子间的相互缩合而生成高分子化合物，同时还生成小分子的反应。

如尼龙－66、酚醛树脂的制备。

（三）高分子化学反应

1. 高分子化学反应：有高分子化合物参与的化学反应称为高分子化学反应。

2. 高分子化学反应的应用

（1）合成带有特定功能基团的高分子化合物

（2）合成不能由小分子物质直接聚合得到的高分子化合物

（3）橡胶的硫化及其作用

（4）高分子化合物的降解及作用

（四）合成高分子材料

1. 常见高分子材料包括：塑料、合成橡胶、合成纤维等

（1）塑料：组成、性能的影响因素、树脂、填料、增塑剂、温度剂、润滑剂。

（2）涂料：

（3）黏合剂：

2. 功能高分子材料

（1）定义：在合成高分子的主链或支链上带有某种特定功能的官能团，使它们具有特殊的功能以满足光学、电学、磁学、化学、生物学、医学等方面的要求，这样形成的高分子化合物统称为功能高分子。

（3）离子交换树脂

①定义：由一种不溶的高分子骨架和若干活性基团组成的具有离子交换能力的树脂。

②应用

阳离子交换树脂（硬水软化原理）

阴离子交换树脂

（4）医用高分子

①分类：硅橡胶、聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯醇等。

②特点：生物相溶性好、安全无毒。

③应用：用于制造机械和人造器官。

（5）高分子的其他应用

（五）合成材料与环境保护

1. 合成材料废弃物的急剧增加带来环境污染问题，一些塑料制品所带来的“白色污染”尤为严重。

2. 对“白色污染”的治理

①目前处理城市垃圾的一个主要方法是填埋作业，但仍会导致土壤污染和水污染。

②近年来一些国家要求做到废塑料的减量化、再利用、再循环。

③塑料的发展趋势：研制出各种类型的自毁塑料或生物降解塑料.

【典型例题】

例1. 下列关于乙烯和聚乙烯的叙述中正确的是（）

A. 二者都能使溴水退色，性质相似

B. 二者互为同系物

C. 二者最简式相同

D. 二者分子组成相同

解析：要正确区分单体和高聚物，熟悉二者的结构差别：乙烯分子中含C=C双键，而聚乙烯分子中无碳碳双键，二者结构上不相似，性质不同，不能互为同系物，也不能说分子组成相同。

答案：C

点评：加聚产物和单体的关系是n倍的关系，这是解决问题的出发点。

例2. 下列说法中正确的是（）

A. 只有热塑性高分子材料才可能是塑料

B. 用于包装食品的塑料通常是聚氯乙烯

C. 有机玻璃是一种透明的塑料制品

D. 塑料在自然环境下不易分解，可造成白色污染

解析：有些合成树脂具有热塑性，用它制成的塑料就是热塑性塑料，相反，象体型的酚醛树脂，具有热固性，用它制成的塑料就是热固性塑料，这种塑料一旦加工成型，就不会受热熔化；用于包装食品的塑料通常就是聚乙烯而不是聚氯乙烯。

答案：CD

点评：本题考查功能高分子材料的性质、用途等。

例3. 推断合成的单体。

解析：该高分子链中有肽键的结构（），属“聚酰胺类”高聚物，可推测出单体分子中有—COOH和—NH₂。在各个中断裂碳氮键

即可得有两种单体

答案：

点评：切断高分子主要看分子的链节，从而初步判断是加聚、还是缩聚而成的。

例4. 液晶是一类新型材料，MBBA是一种研究较多的液晶化合物。它可以看做是由醛A和胺B去水缩合的产物：

（1）对位上有一个—C₄H₉的苯胺可能有4种异构体，它们是：

__________________________、__________________________。

（2）醛A的异构体甚多。其中属于酯类化合物，而且结构式有苯环结构的异构体就有6种，它们是：

、_____________________、_____________________、_____________________、_____________________。

解析：此题起点高——利用新科技知识设题，但落点低——写物质的同分异构体。

（1）实际上是写出化学式为—C₄H₉的四种烃基：CH₃CH₂CH₂CH₂—、。

（2）题中已知的两个结构提示了可形成乙酸酯、甲酸酯，还可形成什么酸的酯呢?

故有：、。

答案：（1）

（2）

点评：高分子化合物是有机的综合点，要善于联系有机化学综合知识。

【模拟试题】（答题时间：40分钟）

一. 选择题

1. 丁苯橡胶的结构简式如图，合成此种橡胶的单体应是（）

①C₆H₅—CH=CH₂ ②CH₃－CH=CH－CH₃

③CH₂=CH—CH=CH₂ ④CH≡C－CH₃

⑤C₆H₅－CH₂－CH=CH₂

A. ①③ B. ①② C. ③⑤ D. ④⑤

2. 硅橡胶的主要成分如右图所示：

是由二氯二甲基硅烷经两步反应制成的，这两步反应是（）

A. 消去、加聚 B. 水解、缩聚

C. 氧化、缩聚 D. 水解、加聚

3. 有4种有机物：①②③ ④CH₃－CH＝CH－CN，其中可用于合成结构简式为的高分子材料的正确组合为（）

A. ①③④ B. ①②③ C. ①②④ D. ②③④

4. 有一种脂肪醇通过一系列反应可得丙三醇，这种醇可通过氧化、酯化、加聚反应而制得高聚物，这种脂肪醇为（）

A. CH₃CH₂CH₂OH B. CH₂=CH－CH₂－OH

C. D。

5. 塑料制品废弃物会严重污染环境，故常称它为“白色污染”物。为了防止塑料污染，有一条重要的途径是将其降解为小分子。目前对类似如下结构的塑料的降解已经取得成功：

试分析若用CH₃OH来处理它，能得到的有机物可能是（）

A. B.

C. D.

6. 高分子分离膜可以让某些物质有选择的通过而将物质分离，下列应用不属于高分子分离膜的应用范围的是（）

A. 分离工业废水，回收废液中的有用成分

B. 食品工业中，浓缩天然果汁、乳制品加工和酿酒

C. 将化学能转换成为电能，将热能转换成电能

D. 海水淡化

7. 下列叙述正确的是（）

A. 单体的质量之和等于所生成高聚物的质量

B. 单体为一种物质时，则单体发生加聚反应

C. 缩聚反应的单体至少有两种物质

D. 淀粉和纤维素的链节都是C₆H₁₀O₅，但聚合度不同，彼此不是同分异构体

8. 不属于新型有机高分子材料的是（）

A. 高分子分离膜 B. 液晶高分子材料

C. 生物高分子材料 D. 有机玻璃

9. 下列高分子材料属于功能高分子材料的是（）

①玻璃钢 ②高分子分离膜 ③丁苯橡胶 ④硅聚合物 ⑤聚氨脂 ⑥酚醛树脂 ⑦聚甲基丙烯酸甲酯

A. ①②⑤ B. ②③⑦ C. ②④⑥ D. ②④⑤

10. 下列对于高分子化合物的叙述不正确的是（）

A. 有机高分子化合物称为聚合物或高聚物，是因为它们大部分是由小分子通过聚合反应而制得的

B. 有机高分子化合物的相对分子质量很大，但通常结构并不复杂

C. 对于一块高分子材料，n是一个整数值，因而它的相对分子质量是确定的

D. 高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类

二. 填空题

11. 已知：只具有单键不具有不饱和键的环状化合物，可以发生类似烯烃的加成加聚反应，如均为环氧化合物开环加聚而生成的高分子化合物。

试写出它们的单体。

12. 单体异氰酸酯和多元醇发生加聚生成高分子物质为

请写出2，6-二甲基苯异氰酸酯与1，3-丙二醇生成高聚物的结构简式。

__________________________________________________

13. 石墨化纤维是一种能耐1000℃以上高温的高聚物，它的结构如图所示。

（1）构成石墨化纤维的元素有____________，其原子个数比依次为____________。

（2）石墨化纤维是用聚丙烯腈纤维经高温处理而形成的。丙烯腈的结构简式为，聚丙烯腈纤维的结构简式可表示为___________________________。

三. 计算题

14. 某橡胶分解产物为碳氢化合物，对这种碳氢化合物进行如下实验：①取一定量的橡胶完全燃烧，燃烧后的气体通过干燥管，干燥管增重0.72g，再通过足量的石灰水，石灰水增重2.2g。②经测定，该碳氢化合物（气体）的密度是相同状况下H₂密度的34倍。③该碳氢化合物0.1mol能和32g的溴蒸气起加成反应，经分析，产物中溴原子分布在不同的碳原子上，且溴代物中有一个碳原子在支链上。试推断：