高中化学《高分子化合物材料》学案3 新人教版选修2VIP专享VIP免费

第八章有机高分子化合物与材料内容提要和学习要求有机高分子化合物(又称为有机高聚物或聚合物)①是一类重要的有机化合物。本章介绍有机高分子化合物的基本概念、结构和性能。介绍一些重要的有机高分子材料的性能、应用和改性。本章学习的主要要求可分为以下几点：(1)了解有机高聚物的一些基本概念、命名和合成原理。(2)了解有机高聚物的基本结构与基本特性(如弹性、塑性、机械性能、电绝缘性、溶解性、化学稳定性)及其间的关系。(3)了解若干重要有机高聚物(如工程塑料、合成橡胶、有机胶粘材料等)的特性和高分子复合材料的特性及应用。(4)了解有机高分子材料的某些改性方法。8.1高分子化合物概述8.1.1高分子化合物的基本概念和特征1.基本概念高分子化合物的分子比低分子化合物的分子要大得多，一般有机化合物的相对分子质量为几十或几百，而有机高分子化合物的相对分子质量可自几万至几十万、几百万、甚至上千万。例如，通常聚氯乙烯的相对分子质量为5～15万，丁苯橡胶的为15～20万等。高分子化合物的相对分子质量虽然很大，但组成并不复杂，它们的分子往往都是由特定的结构单元通过共价键多次重复连接而成的。例如，聚氯乙烯的分子为此长链分子的结构式常可简写为n为高分子链所含链节的数目，又称为聚合度。聚合度是衡量高分子化合物分子大小的一个指标，高分子化合物的聚合度通常都在1000以上。同一种高分子化合物的分子链所含的链节数并不相同，所以高分子化合物实质上是由许多链节结构相同而聚合度不同的化合物所组成的混合物。因此，实验测得的高分子化合物的相对分子质量和聚合度实际上都是平均值，这也是与低分子化合物的明显不同之处。不同的高分子化合物常具有不同的结构单元，通常将能提供结构单元的低分子化合物称为单体。如聚氯乙烯的单体为氯乙烯CH2=CH－Cl。2.高分子化合物的特征高分子化合物由于其很高的相对分子质量与长链结构，决定了它具有某些与低分子有机化合物不同的特征，主要如下：(1)几乎无挥发性，常温下主要以固态或液态存在。固态高分子化合物有晶态与非晶态之分，且晶态与非晶态可同时存在于同一种高分子化合物中。(2)高分子化合物的分子链很长，且互相缠绕[见图8.1(a)]，使分子链间作用力的总和很大，因此能表现出一定的韧性和耐磨性。(3)由于长链分子通常呈卷曲状，因而高分子化合物通常显示有一定程度的弹性。(4)高分子化合物的溶解过程很慢，有时只发生溶胀(见8.2节)，且溶液的粘度比一般的低分子化合物溶液的要大得多。8.1.2高分子化合物的命名和分类1.高分子化合物的命名高分子化合物有以结构为基础的系统命名法，虽较严格但太繁琐，尤其对结构较复杂的高分子化合物很少使用。目前通用的命名有下列两种。(1)按原料单体或聚合物的结构特征命名①在单体名称前面冠以“聚”字，如大多数烯类单体形成的聚合物(见表8.1)。也有以聚合物的结构特征的名称结合单体名称来命名的。例如，由己二酸与己二胺合成的高聚物称为聚己二酰己二胺(HN(CH2)6NH－CO(CH2)4COn①。由己二醇与对苯二甲酸合成的高聚物称为聚对苯二甲酸乙二醇酯(CO－－CO－O－(CH2)2On(见表8.2)。②在单体名称(或简单地自单体名称中取一、二个字作简称)后面加“树脂”、“橡胶”或共聚物。例如，由苯酚和甲醛合成的树脂简称酚醛树脂；由丁二烯与苯乙烯合成的橡胶简称丁苯橡胶。由苯乙烯、丁二烯与丙烯腈合成的聚合物称为苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物。(2)按商品名命名商品名是为简化命名或商品需要而产生的。例如，它将聚甲基丙烯酸甲酯命名为有机玻璃；将聚己二酰己二胺命名为尼龙-66，尼龙代表聚酰胺，尼龙后的数字中，前一个数字表示单体二元胺的碳原子数，后一个数字表示单体二元羧酸的碳原子数。用商品名命名，在纤维类高聚物中用得十分普遍。我国习惯以“纶”作为合成纤维商品名的后缀，如涤纶(聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维)、氯纶(聚氯乙烯纤维)等。此外，为解决聚合物名称冗长，读写不便，可对常见的一些聚合物采用国际通用的英文缩写符号。例如，聚氯乙烯用PVC(polyvinylchloride)表示等(见表8.1)。2.高分子化合物的分类聚合物的种类已上千种，且仍在不断增加。为便于了解和研究已建立...