第5章_高分子材料的绿色合成资料
绿色高分子材料ppt课件
服装材料
可以广泛地用来做服装里子料、闲 暇装、睡衣、内衣等，还可以与维纶、 涤纶、锦纶长丝及真丝等复合制成复合 丝，织造各种男女时装、男女礼服、高 档运动服及西服面料，还可以开发缎类 织物和编织物、装饰用绸缎、绣制品底 料、轧纹绸、色织绸、醋丝氨包纱等。
稳具轻染酷优 定有，色似点 性良回牢真：
好潮度丝醋 的率强，酸 悬低，光长 垂、手泽丝 性弹感优在 、性柔雅化 热好软、学 塑、滑染纤 性不爽色维 、易、鲜中 尺起质艳最 寸皱地、
首次制备于1865年，是纤维素的乙酸酯。纤维素以醋酸或醋酐在催化剂作 用下进行酯化，而得到的一种热塑性树脂，纤维素分子中羟基用醋酸酯化 后得到的一种化学改性的天然高聚物。其性能取决于乙酰化程度。
一、醋酸纤维素的概述
化学性能
耐酸碱性 耐有机溶剂性 染色性好
物理性能
吸水性好，吸水后能快速脱去 热稳定性好 弹性相对较好 沸水收缩率低
，
塑料制品
发酯通且明酯二 夹可过良热，醋 和加模好塑用酸 玩工压的性于纤 具成和电塑制维 等许挤绝料备素 。多出缘。具和
产，性这有三 品热。些优醋 如塑 材良酸 工性 料清纤 具的 不晰维 柄醋 变度结 ，酸 黄和合 牙纤 、力增 刷维 不学塑 柄素 易性剂 ，或 脆能和 梳混 化的混 子合 并透合 ，
四、醋酸纤维素的应用
01 卷烟过滤材料
02 服装材料
03 塑料制品ຫໍສະໝຸດ 04 医疗卫生用品卷烟过滤材料
醋酸纤维做卷烟过滤嘴材料， 弹性好、无毒、无味、热稳定性好、 吸阻小、截滤效果显著、能选择性 地吸附卷烟中的有害成分，同时又 保留了一定的烟碱而不失香烟口味， 自从1953年投入市场以来，深受欢 迎，市场前景较好。
生产工艺
合成高分子免费课件人教版
2、常见的加聚反应类型反应方程式书写
自聚：单体为一种
nCH2=CH2
nCH2=CH-CH=CH2
（1,4-加成原理）
[CH2—CH2]n
[CH2-CH=CH-CH2]n
共聚：单体为两种或以上
P.100 思考与交流
单体名称 单体的结构简式
聚合物
丙烯 丙烯腈
CH2=CHCH3 CH2=CHCN
-CH2-CH-n CH3
[规律] : “见双键、四个C；无双键、两个
C”划线断开，然后将半键闭合.
【例1】资料P48第六题 （ C）
【思考】说明下列反应的断键成键的特点 1、乙酸与乙醇酯化反应
CH3COOCH2CH3+H2O
2、两个甘氨酸分子形成二肽
二元酸和二元醇间
缩合聚合反应
聚酯
该反应与加聚反应不同，在生成聚合物的同 时，还伴有小分子副产物（如：H2O等）的生 成。这类反应我们称之为“缩聚反应”。
-CH2-CH-n CN
醋酸乙烯酯
丁二烯 乙炔
CH3COOCH=CH2
CH2=CHCH=CH2 CH≡CH
-CH2-CH-n OOCCH3
-CH2CH=CHCH2-n -CH=CH-n
【学与问】
• 通过聚合物的链节，可以看出聚合物的单体， 你知道下面两个聚合物由何种单体聚合而成的 吗？
CH2=CHCl
含有特征官能团
生成物特征 产物种类
聚合物与单体具有 聚合物与单体组成有 相同的组成,主链上 所不同,主链上除有碳 一般只有碳原子 原子外还有其他
只有聚合物
有聚合物和小分子
合成高分子化合物单体的判断方法 主要依据反应的类型及高聚物中成键的特点
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二、缩聚反应
由一种或一种以上单体相互结合成聚合物，同 时有小分子副产物（如：H2O等）的生成。这 类反应我们称之为“缩聚反应”。
nHOOCCOOH+nHOCH2CH2OH
催化剂
HO
单体
OCCOOCH2CH2O nH
+(2n-1)H2O
端基原子团
链节 聚合度 端基原子
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8
加聚反应
一、加聚反应
1、概念：由含有不饱和键的化合物分子以加成反应的方式结合
成高分子化合物的反应叫加成聚合反应；简称加聚反应。
探 1、加聚反应有何特点？ 究 2、如何根据单体的结构简式书写聚合物的结 导 构结式？ 引 3、如何根据高聚物的结构简式判断其单体？
聚合物的单体（1）乙烯型
聚合物： -CH2-CH2-n
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思考：写出方程式
聚乳酸：单体乳酸
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O
催化剂
nCH3CH-C-OH
H
OH
O
OCHC nOH CH3 +(n-1)H2O
高分子：相对分子质量达几万甚至几千万，只是 一个平均值，通常称为高分子化合物，简称高分 子，有时又称高聚物。如：淀粉、纤维素、蛋白 质、聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂等。
❖1、塑料数字是什么意思？ ❖2、塑料为什么要分号？ ❖3、6号塑料有没有毒？ ❖4、6号塑料是怎么合成的？
567Fra bibliotek写出由苯乙烯制备聚苯乙烯的化学方程式
高分子材料合成与应用中的绿色战略
高分子材料合成与应用中的绿色战略高分子材料的合成和应用是化学和材料科学领域中的关键研究方向，具有重要的经济和社会意义。
随着工业化和城市化的加速发展，传统高分子材料的生产和使用已经不可持续，对环境和健康产生了越来越多的负面影响，而且资源的消耗也日益加剧。
因此，绿色合成和应用已经成为高分子材料研究的一个新的趋势和方向。
本文将从三个方面分析高分子材料绿色战略的现状和发展趋势。
一、绿色合成战略在高分子材料的合成过程中，传统的方法通常会使用大量的有机溶剂、催化剂和反应条件比较苛刻，需要高温高压等条件，这些都给环境和健康造成了不可忽视的影响。
因此，在高分子材料的绿色合成方面，要尽量减少有害物质的使用，采用低污染、低能耗、低成本和高效率的新技术和新方法。
目前，绿色合成策略主要包括以下几种方向：1) 绿色溶剂：采用新型溶剂如水、离子液体等替代有机溶剂，以减少废气、废液和废固的生成。
该方法已经被广泛应用于高分子材料的制备，并取得了显著的效果。
2）生物再生材料：通过利用大量的廉价生物质，如木材、植物纤维、果壳等，生产生物基高分子材料和生物复合材料，从而实现真正的循环利用。
3）无溶剂高分子合成：通过利用加速器、离子液体和超声辅助等新技术，实现无溶剂高分子材料的制备。
4）微流体、高通量技术：微流体和高通量技术可以大大减少有害化学物质的使用，并在高分子材料合成和表征中发挥着越来越重要的作用。
高分子材料的绿色应用主要是指通过改变产品设计、生产工艺、再生利用和回收利用等方面，实现绿色生产和使用。
暴露于高分子材料的人群日益增多，因此绿色应用越来越受到人们的关注和重视。
1）回收和利用：回收和再利用是高分子材料绿色应用的一个重要领域，不仅能够减少成本，还能减少对环境的影响。
2）环境可降解材料：环境可降解材料是当前最热门的研究热点之一。
这些材料通常是由可再生生物材料制成，并且可以在自然环境中分解，从而可以避免或减少对环境的污染。
3）高分子复合材料：高分子复合材料可以用于近代工业、航空航天、医学、输电、电子器件等众多领域，而且这些复合材料具有轻、强、刚、韧、隔声、防腐、耐热性和低温性等优点。
部编人教版高中化学选修5《第5章进入合成有机高分子化合物时代第2节应用广泛的高分子材料》ppt课件
四、合成橡胶 1．橡胶的分类
天然
合成
2．合成橡胶
(1)顺丁橡胶 ①合成原料：__1_,3_-_丁__二__烯___。 ②合成化学方程式：_n_C_H__2_=_=_=_C_H__－__C_H_=__=_=_C_H__2 __催_化__剂____
D．高分子材料可以分为天然高分子材料和合成高分子材 料两大类
【解析】有机高分子化合物虽然相对分子质量很大，但在 通常情况下，结构并不复杂，它们是由简单的结构单元重复连 接而成的；对于一块高分子材料来说，它是由许多聚合度相同 或不同的高分子混合起来的，因而 n 是一个平均值，也就是说 它的相对分子质量只能是一个平均值。
__C__H_2_—__C_H_=__=_=_C_H__—__C_H_2___。 ③性能：顺式聚 1,3-丁二烯是_线__型__结构，分子链也较_柔__软_，
具有_弹__性__高__、_耐__磨__、__耐__寒__性__好__的特点。
(2)常用橡胶的性能和用途
名称
主要性能
主要用途
高弹性、机械强度好、电 汽车轮胎、医用手套、 天然橡胶
第二节 应用广泛的高分子材料
一、高分子化合物
1．高分子化合物的分类 蛋白质
淀粉
合成高分子
功能高分子
纤维素
复合
塑料 合成纤维 合成橡胶
二、塑料 塑料的主要成分是合成高分子化合物即_合__成__树__脂__，例如， _聚__乙__烯__、__聚__氯__乙__烯__、_聚__丙__烯__、聚苯乙烯、酚醛树脂等。为 了适应工农业生产和生活的各种要求，还需要在高分子材料中 掺入各种加工助剂来改进其性能。
绿色的高分子材料合成技术
绿色的高分子材料合成技术摘要：化工行业是高耗能、高污染行业，近年，在我国绿色环保理念的倡导下，化工企业亟待转变生产模式，积极推动高分子材料合成与应用的绿色创新发展。
本文指出高分子材料合成与应用中存在的问题，提出了实现绿色化工的三个基本途径，即低碳化、清洁化和节能化。
从高分子材料绿色制备技术、绿色加工技术及绿色应用技术三方面进行了探讨。
关键词：绿色；高分子材料；合成技术引言高分子材料在各行各业中应用广泛，其具备轻便、灵巧、性能佳的特点，在合成时需要应用有机化学，从而在极大程度上提高了现代人的生活质量和生活水平。
文章对高分子材料与有机化学合成材料进行概述，重点分析有机化学在高分子材料合成中的应用，得出结论：二者结合可促进合成工艺创新发展，提高水平。
1高分子材料1.1高分子材料的分类中国医用高分子材料研发起步较早，主要用于疾病诊疗、病变组织修复或替换、器官功能增强或恢复等，逐渐成为理想型的医疗器械原料。
按照来源的不同，高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料。
前者多为天然聚合物，来源广泛可再生，与人体组织具有高度的相容性，但加工性能较差、稳定性存在不足，导致其应用范围有限。
后者具有更好的加工性和可控性，能根据产品需求进行针对性加工和改性，使材料具有更优良的性能。
按照合成材料与生物体的作用关系，合成高分子材料可分为惰性高分子材料和可降解高分子材料。
惰性高分子材料在人体内较为稳定，不会发生降解、变性等化学反应；而可降解高分子材料会在人体内缓慢降解，逐渐被人体吸收，避免了二次手术取出带来的伤害。
1.2高分子材料的特点医用高分子材料在临床诊治、医学检测、术后康复等方面有显著的优势。
作为直接接触或作用于人体的医用材料，其安全性、耐用性、加工性都必须要达到一定的标准，既要保证医疗器械不会引发机体的免疫排斥，避免对人体造成二次伤害，又要保障植入体或介入物在人体内正常运行，达到必要的治疗功效。
医用高分子材料作为一种人体外源物质，为起到良好的诊治效果，医疗器械在使用过程中，不能与人体组织或体液发生反应，不会产生明显的不良反应。
绿色高分子材料
绿色高分子材料——聚乳酸
应用
(1)卫生医药方面 因为PLA安全无毒，具有生物相容性和可吸收性， 除用于幼儿尿布，妇女卫生用具外，还用于医用成骨材料及敷料和 医用缝合线，药物运载及释放系统旳药物基质以及组织工程等。
(2)农业方面 因为PLA韧性好故适合加工成高附加值薄膜，用于替代 目前易破碎旳农用地膜；另外还用于缓释农药、肥料等,不但低毒 长期有效，还可在使用几年后自动分解，而且不污染环境。
目前，顺利实施城市生活垃圾变电能旳关键，是将聚氯乙烯 （PVC）除开，防止与PP、PE等混杂，防止造成能源回收困难而挥霍能 源。
隐患性高分子旳安全应用
第四，对PVC应合理使用。PVC旳制造、加工、使用和废弃物旳处 理，都涉及环境问题，其中最危险旳是PVC废弃物旳处理，绝对不可进 行焚烧处理，这是因为不但PVC旳燃烧热值低，与纸相当，而且其焚烧 过程会生成对人类最毒旳二恶英类物质，同步释放出旳HCl会对设备造 成严重腐蚀。
（3）PLA 丙交酯在高压水蒸气中开环聚合而制得聚乳酸，未反应旳丙交酯被 水蒸气所捕获以预防喷嘴旳堵塞，从丙交酯水溶液中可收到高浓度 旳乳酸。其反应温度应控制在160℃、压力为13.3 kPa下经100 h旳 连续聚合反应后，清除气化旳丙交酯,得到聚乳酸，其产率为 37±3%，若用常规措施产率为35±12%。
甲苯，能够使甲苯反应停留在苯甲醛。）
•变化反应条件实现绿色合成（例如甲苯采用电氧化旳措施，
在Mn3+电极，H2O，latm下氧化能够得到高纯度旳苯甲醛，此法 温和，选择性好，纯度高，节能源，无污染。）
•变化聚合反应中老式旳能量互换方式
高分子材料合成旳绿ຫໍສະໝຸດ 化使用绿色原料和试剂聚乳酸及其衍生物都是能够生物降解旳高分子材料，是绿色高分子中旳研 究热点（2023年，美国Cargill Dow LLC企业有关聚乳酸旳成功开发，使其荣获 了美国总统绿色化学奖）。它们能够作为通用高分子（如塑料）使用，其主要 合成原料乳酸来自于淀粉，而且作为医用材料使用后旳主要降解产物乳酸是生 物兼容旳。所以，聚乳酸类生物降解材料旳合成中，原料旳绿色化研究也较多。
高分子材料的绿色合成化学
2024/7/17
Green Chemistry
4
5.1.1以水为介质聚乳合液聚的合优以缺水为点反应介质，聚合反应体系具
有在黏乳度液低聚，合体体系系内中部，热引交发换剂容是易溶控于制水。相整且个
是 体高、分水α- 子、不化水饱学溶和提性单到引体的发（以 了 染乳剂烯水 溶环反的发在的聚粒液和类作剂境应黏生水自合中聚水单介回的体度大相由，，合溶体质收可系，幅中基而自。性，的能）黏并度不扩聚由既麻性乳乳在度且变断散合基避烦。液化水并在化分到反容免，水聚剂相不聚。解胶应易了同作合四中高合采时为成束发保最组实，过用还介自或生持简分现昂 减质基程由乳在较单构贵 少自具本中基胶彼长的成的 了有由上体的粒此的配。溶 引不基接系，中孤寿方剂 发污聚近黏当时立命主， 火染合于度水就的而又 灾环要反连也相引乳得避 和境由应续不中发胶到免 污、单即相会
的氧化还原引发剂包括过硫酸盐-硫醇、过硫酸盐-亚硫
酸氢盐、氯酸盐-亚硫酸氢盐、过氧化氢-亚铁盐、有机
202过4/7/氧17 化氢-亚铁盐、有机过Gre氧en C化hem氢istry-聚胺等。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
11
4. 分散介质
由于水中含有的金属离子（特别是钙、镁、铁、铅等离子） 会严重影响聚合物溶液的稳定性，并对聚合过程有阻聚作用，所 以乳液聚合要使用蒸馏水或去离子水，所用水的电导值应控制在 10mS/cm以下。
非离子乳化剂
Green Chemistry
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3. 引发剂
乳液聚合使用的热分解引发 剂大多是过硫酸钾和过硫酸 铵等过氧化物，遇热时过氧 键发生均裂而生成的自由基。
自由基生成机理
引发剂
热分解型引发剂 氧化还原引发剂
氧化还原引发剂是利用组成它的氧化剂和还原剂之间发
新教材高中化学第5章合成高分子第2节高分子材料课件新人教版选择性必修3
学以致用 一种芳纶纤维的拉伸强度比钢丝还高,广泛用作防护材料。 其结构片段如下图。
下列关于该高分子的说法正确的是( )。 A.完全水解产物的单个分子中,苯环上的氢原子具有不同的 化学环境 B.完全水解产物的单个分子中,含有官能团—COOH或— NH2 C.氢键对该高分子的性能没有影响
D.结构简式为 答案:B
(4)酚醛树脂。 ①合成方法: 在酸催化下,等物质的量的苯酚与甲醛发生反应,苯酚的邻 位或对位的氢原子与甲醛的 羰基 加成生成羟甲基苯酚, 然后羟甲基苯酚之间相互脱水缩合,生成 线型 结构的高 分子。具体反应如下:
+
n
+(n-1)H2O
在碱催化下,苯酚与过量甲醛反应,生成羟甲基苯酚的同时, 还生成 二羟甲基苯酚 、三羟甲基苯酚等,继续反应生成 网状 结构的酚醛树脂。
(2)聚酯纤维。 ①合成方法:合成纤维中产量最大的是聚酯纤维中的涤纶, 是对苯二甲酸与乙二醇在催化剂作用下发生缩聚反应生成的,
化学方程式为
+nHO—CH2CH2—OH
+(2n-1)H2O 。
②性能与应用:涤纶强度大,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。涤纶广泛 应用于服装和床上用品,各种装饰布料,国防军工特殊织物以 乙烯
合成条件 高温、高压、引发剂 低压、催化剂
分子结 构类型
支链型
线型
相对分 子质量
相对较小
相对较大
分类 软化温度 密度 硬度 主要性能
主要用途
高压法聚乙烯
低压法聚乙烯
相对较低
相对较高
相对较小
相对较大
相对较小
相对较大
无毒、无味、较柔软 无毒、无味、较硬
高中化学 第五章 进入合成有机高分子化合物的时代 第2节 应用广泛的高分子材料课件 新人教版选修5
【解析】
【答案】(1)2 (2)H2N—(CH2)6—NH2 (3)缩聚
(2019年山东德州月考)化学与生活、生产、社会 密切相关。下列说法正确的是( )
合成纤维
常见合成纤维的性能和用途
名称 单 体
聚合物
性能
用途
锦纶
H2N(CH2)5 COOH
H
HN(CH2)5CO OH
强 磨 色 耐度 性 性 光高 、 好 性， 耐 差，不弹 碱耐性 性浓、 和酸耐 染，可 绳 落制 索 伞衣 、 、轮渔料胎网织帘、品降 线、
涤纶
抗 耐 耐 浓折 光 磨 碱皱 性 性 ，性 、 都 染强 耐 好 色， 酸 ， 性弹性 不 较性和 耐 差、可 电 输 索 轮制 绝 带 、 胎衣 缘 、 人 帘渔料 材 造 线网织 料 血、品 、 管绳 运、 、
类型
线型高分子
具有热塑性，无固定熔 性能
2020-2021学年高中化学 第五章 进 成有机高分子化合物的时代 第2节 2广02泛同0学_的们20，高2下1分课学休子息年十材高分料钟中。课现化睛在件，学是休新第息人时五间教章，你版进们选休入 有机看看高远分处，子要保化护合好眼物睛哦的~时站起代来动第一2动节，久应坐对用
的高分子材料课件哦~新人教版选修
A．通常所说的三大合成材料是指塑料、陶瓷、橡胶 B．合成不粘锅涂层的原料CF2==CF2为烃类化合物 C．木材纤维和土豆遇碘水均显蓝色 D．苯酚有毒但可以制成药皂，具有消毒杀菌的功能 【答案】D
(2020年山东泰安期末)关于下列三种常见高分子 材料的说法正确的是( )
第五章 高分子材料的绿色合成化学
5.2.2 离子聚合
苯乙烯在离子液 中的阳离子聚合
与在传统有机溶剂二氯甲烷（DCM）中相比，在离子液中 聚合得到的聚合物相对分子量较小，分布范围较宽，离子液和 引发剂的混合物可回收利用。
1、超临界水处理聚乙烯（PE）和聚苯乙烯（PS）
废塑料在城市固体废弃物中占4-8%，其中PE占废塑料的48%。
PE的分解温度400℃以上，主要产物为固、液、气。
传统热降解： 温度较低以固态产物（石蜡状）为主 温度较高以气态产物（C1-C4）为主 液态产物含量低 超临界水处理，以低碳链烃类（C5-C25）为主，液体产物收率明 显增加，可用作化工原料、燃料等。 PE和水混合，400℃，1-3h可降解为烷烃与烯烃组成的油，降解基 本完全，产物油水分离容易，不含有害物质，对环境无害，废水可 循环使用。
概述 高分子绿色合成要求 反应原料应选择自然界含量丰富的物质，且对 环境无害，避免使用稀缺资源，最好以农副产 品为原料。 聚合过程中使用的溶剂实现无毒化。 聚合过程使用新技术。 采用高效无毒化的催化剂（如酶催化聚合）， 提高催化效率，缩短聚合时间，降低反应能量 聚合过程中没有副产物的生成，至少没有有毒 副产物的生成。
大多数水性聚氨酯树脂中不含NCO基团，靠分子内极 性基团产生内聚力和黏附力进行固化。 黏度一般通过水溶性增稠剂及水来调整。 水性聚氨酯黏合剂干燥较慢，耐水性较差。 可与多种水性树脂混合，以改进性能或降低成本。 水性聚氨酯气味小、操作方便，残胶易清理。
5.2.5 电化学聚合 离子液体在电化学聚合中的应用较早，1978年Osteryoung 等通过电化学方法在bupy/AlCl4离子液中实现了苯聚合成聚对苯 （PPP）的反应。 后续对上述聚合又进行了不同离子液中的研究。通过研究对 比传统采用浓硫酸等溶剂表明离子液具有如下优点： 无毒、无害、无腐蚀性；得到的PPP膜电化学活性好；且聚 合物速率较快。 此外，吡咯也可在[bmim]PF6、[emim]CF3SO3等离子液中 发生电化学聚合成聚吡咯膜。离子液既作电解质，又作聚吡咯的 生长自由基，大大改善聚吡咯膜的结构，提高电化学活性。 离子液的出现为导电高分子的合成、材料的组装提供了一个 新的研究途径。
高中化学第五章进入合成有机高分子化合物的时代5.3功能高分子材料课件新人教版选修5.ppt
+(n-1)H2O +2H2O
知识点1 知识点2 知识点3
答案:(1)
+(n-1)H2O
(2)
+2H2O
(3)优异的生物相容性,较少受到排斥,无毒性,具有很高的机械性
能以及其他一些特殊性能。
点拨书写A→B的化学方程式时,不要遗漏水。
用于制作高分子分离 用于汽车工业、机械工业、
膜、人体器官等
体育用品、航空航天制品等
一二三
2.功能高分子材料与传统三大合成材料的区别 功能高分子材料与传统的三大合成材料在本质上并没有区别,它 们只是相对而言。从组成元素看,都是由C、H、O、N、S等元素 组成;从合成反应看,都是由单体经加聚或缩聚反应形成;从结构看, 也就是分两种结构:线型结构、体型结构。它们的重要区别在于功 能与性能上,与传统材料相比,功能高分子材料的性能更优异,往往 具备传统材料所没有的特殊性能,可用于许多特殊领域。
一二
(2)性能:可吸收数百倍至上千倍于自重的水,同时保水能力强,还 能耐一定的挤压作用。
(3)应用:干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱保水,改良 土壤,改造沙漠。
在橡胶工业中,制造橡胶要经过硫化工艺,将顺丁橡胶的线型结 构连接为体型结构。在制备高吸水性树脂时也要加入交联剂,以得 到具有网状结构的树脂。为什么要做成体型结构?目的是否相同?
一二三
二、功能高分子材料的品种与分类
特别提醒医用高分子材料应该满足:(1)无毒,且是化学惰性的;(2) 与人体组织和血液相容性好;(3)具有较高的机械性能;(4)容易制备、 纯化、加工和消毒。
一二三
三、功能高分子材料的比较
常见功能高分子材料
高分 子膜
高分子 分离膜
新教材高中化学合成高分子第2节高分子材料课件新人教版选择性必修
生 成 __二__羟__甲__基__苯__酚____( 如
) 、 ___三__羟__甲__基__苯__酚___
(
)继续反应生成___网__状___结构的酚醛树脂。
③酚醛树脂的用途 酚 醛 树 脂 主 要 用 作 __绝__缘____ 、 ___隔__热___ 、 阻 燃 、 隔 音 等 器 材 和 ___复__合___材料，如烹饪器具手柄，家用电器开关等。
2．合成纤维 (1)纤维的分类
木材 秸秆
石油 煤 天然气 单体
聚合反响
(2)合成纤维的性能和应用
高
好
绝缘 缝合线
(3)常见合成纤维 ①六大纶包括：_____涤__纶_、_____锦__纶_、______腈__纶、_______丙_、纶 ___维__纶___、__氯__纶____，其中___维__纶___被称为“人造棉花〞，因其分子链 上含有羟基而具有较好的吸湿性。
(3)合成橡胶的结构——以顺丁橡胶为例
合成 反应
nCH2==CH—CH==CH2—催—化→剂
结构 ___线__型___结构，加入硫化剂加热，以__二__硫__键____(—S—S—)等连 接形成网状结构
(4)天然橡胶
结构简式为____________________，其单体为__________________。
要点归纳
课堂素能探究
知识点
问题探究：
高分子的结构和性质
(1)为了研究高分子材料的溶解性，进行如下实验：
看到除橡皮粉末发生溶胀外，其他三个试管内的高分子材料都溶解 了，你能得出什么结论？
(2)能用带橡胶塞的试剂瓶盛放高锰酸钾溶液等强氧化性物质吗？ 探究提示： (1)大多数高分子可以溶解于适当的有机溶剂，这一类是线型高分子 材料；少数高分子材料不能溶解于有机溶剂，但能发生溶胀，这一类是 网状高分子材料。 (2)不能。橡胶中含有碳碳双键，易被氧化。
高分子材料合成与应用中的绿色战略
高分子材料合成与应用中的绿色战略高分子材料是一种重要的材料，广泛应用于各个领域。
高分子材料的生产过程往往伴随着环境污染和资源浪费的问题。
为了解决这些问题，绿色战略在高分子材料的合成与应用中起到了重要的作用。
本文将介绍绿色战略在高分子材料合成与应用中的原则和方法，并探讨其对环境保护和可持续发展的意义。
绿色战略是指通过改变合成和应用过程，减少污染物的生成和能源的消耗，以降低对环境的影响。
在高分子材料合成中，绿色战略可以从以下几个方面展开。
绿色合成是绿色战略的核心内容之一。
传统的高分子材料合成过程通常需要大量的溶剂，而这些溶剂往往会导致环境污染。
绿色合成强调使用环境友好的溶剂，如水或可再生溶剂，来代替传统的有机溶剂。
绿色合成还可以通过改变合成条件，如降低温度和压力，减少能源消耗和废物产生。
绿色设计是绿色战略的另一个重要方面。
在高分子材料的设计中，应考虑资源的可持续利用和回收利用。
可以通过选择可再生资源，如植物和动物来源的原料，代替传统的石化原料。
还可以设计可降解的高分子材料，以减少对环境的负荷。
绿色设计还包括在材料的整个生命周期中考虑环境影响，如产品的使用阶段和废弃阶段。
绿色应用是绿色战略的重要环节。
高分子材料具有许多优良的性能，如强度、耐热性和导电性等，可以应用于许多领域，如航空、汽车、电子等。
绿色应用强调在高分子材料的应用中尽量减少对环境的影响。
可以通过开发可再生能源和提高能源利用效率来减少能源消耗。
还可以设计可再生和可回收的产品，以减少废物产生。
绿色战略在高分子材料合成与应用中具有重要的意义。
绿色战略可以减少污染物的生成，降低对环境的影响。
绿色战略可以节约资源，提高资源利用效率。
绿色战略可以推动可持续发展，实现经济和环境的双赢。
绿色战略在高分子材料合成与应用中是不可或缺的。
通过绿色合成、绿色设计和绿色应用，可以最大限度地减少污染物的生成和资源的浪费，从而实现环境保护和可持续发展的目标。
绿色战略的应用不仅有利于环境，也有利于高分子材料产业的可持续发展。
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如H
OH的单体是
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凡链节为H
OH结构的单体
必是两种 ，可从
上断开，在-NH上
加氢原子，在羰基上加羟基，得到二胺和二
酸即为单体。
如H
OH的单体是
和HOOC(CH2)mCOOH。
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a.
b.
c.
d.
e.
f.
(1)可发生加聚反应的一个化合物是
物的结构式为
。
（2）可发生缩聚反应的一个化合物是
聚物的结构式为
。
（3）可发生缩聚反应的两个化合物是
缩聚物的结构式为
。
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，加聚 ，缩
和，
Cl
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1. 人造象牙中，主要成分的结构是
它是通过加聚反应制得的，则合成人造象牙的单体
是
（B）
A. (CH3)2O C.CH3CHO
B. HCHO D.CH3OCH3
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（3）由两种单体缩聚时，生成小分子的物 质的量应为（2n-1）
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练习
写出由下列单体发生聚合反应的化学方程式 （1）苯丙氨酸 （2）对苯二乙酸和1,3-丙二醇
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高分子材料的绿色制备技术有哪些
高分子材料的绿色制备技术有哪些在当今社会，高分子材料已经广泛应用于各个领域，从日常生活中的塑料制品到高科技领域的航空航天材料，都离不开高分子材料的身影。
然而，传统的高分子材料制备方法往往伴随着高能耗、高污染等问题，对环境和人类健康造成了严重的威胁。
因此，发展绿色制备技术成为了高分子材料领域的重要研究方向。
绿色制备技术，顾名思义，就是在制备高分子材料的过程中，尽量减少对环境的负面影响，提高资源利用率，降低能耗，实现可持续发展。
那么，目前有哪些高分子材料的绿色制备技术呢？一、原子转移自由基聚合（ATRP）原子转移自由基聚合是一种活性可控聚合技术，它能够精确控制高分子的分子量、分子量分布和结构。
与传统的自由基聚合相比，ATRP 反应条件温和，对环境友好。
在 ATRP 过程中，通过使用低价态的过渡金属催化剂和有机卤化物引发剂，可以有效地控制聚合反应的进程。
反应结束后，催化剂可以通过简单的方法回收和重复使用，减少了金属废弃物的排放。
二、可逆加成断裂链转移聚合（RAFT）RAFT 聚合也是一种活性聚合方法，具有广泛的适用性。
在 RAFT聚合中，使用了一种特殊的链转移剂，它能够在聚合过程中不断地进行加成和断裂反应，从而实现对聚合反应的控制。
RAFT 聚合不需要使用金属催化剂，避免了金属残留对材料性能和环境的影响。
同时，该方法对单体的适用性广，能够制备各种结构和性能的高分子材料。
三、开环聚合开环聚合是指环状单体在引发剂或催化剂的作用下，通过打开环结构进行聚合反应。
这种方法具有原子经济性高、副产物少等优点。
例如，ε己内酯的开环聚合可以制备生物可降解的聚酯材料，这些材料在生物医学领域有着广泛的应用前景。
此外，环氧乙烷、环氧丙烷等环氧化合物的开环聚合也能够得到性能优异的高分子材料。
四、酶催化聚合酶作为一种生物催化剂，具有高效、专一和温和的催化特性。
在高分子材料的制备中，酶催化聚合能够在常温常压下进行，减少了能源消耗和环境污染。
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工合成反型应制速成率各的种统产一品，也可以将聚合物乳液作为 黏合剂、涂料和其他工作物质直接用在建筑、纺
织代、表造了纸化、学皮化革工等发行展业的。方向
聚合物产品的应用
当需要从乳液中得到固体聚合物时， 要经过凝聚、洗涤、脱水、干燥等 一系列后处理工序，这样使生产成 本提高
乳液聚合存在的缺点
反应器的有效利用空 间小，设备利用率降 低。
为了改善乳液聚合物硬度、抗张强度、耐磨性、耐溶剂性、耐水 性，常需要对线型聚合物进行交联形成网状结构聚合物。共聚物中含 有可交联基团的共聚单体，如（甲基）丙烯酸、（甲基）丙烯酸羟乙 酯、（甲基）丙烯酰胺时，它们与外加交联剂反应或这些基团之间相 互反应都可以生成交联型聚合物，从而改善聚合物性能。
2. 乳化剂
乳化剂在乳液聚合体系中起着非常重要的作用。 乳化剂可以将单体分散成细小的单体珠滴并吸附在其表面使其稳定 悬浮于水中成为贮存单体的“仓库”；它在水中形成含有单体的憎溶胶 束是形成乳胶粒的重要来源；它吸附在乳胶粒表面形成稳定的聚合物乳 液，使聚合物乳液在聚合、存放、运输和应用过程中不会凝结破乳；同 时乳化剂还直接影响着乳液聚合反应速率。 乳化剂种类和浓度对乳胶粒的颗粒大小、数目，聚合物的相对分子 质量，聚合反应速率及聚合物乳液的稳定性等均有明显影响。
5.1.1以水为介质聚乳合液的聚优合以缺水点为反应介质，聚合反应体系具有
黏在度乳低液，聚体合系体内系部中热，交引换发容剂易是控溶制于。水整相个且反在应水
分 溶子性α化引- 学发不提剂饱到和和的水单乳溶体液性（聚乳烯以剂可合化水回能类体并变相扩反保作收性。剂单系且化中散应持介的。乳四体黏在。不到发较质麻水液组）度聚断胶生长作，烦聚分并合在分束在的既，为合构不过水解或彼寿避同介最成高程相成乳此命免时质简。，中中具了还自胶孤而单基体有采减实由粒立得的用少不本系现基中的到配昂了污上黏自的时乳较方贵 引染接度由，就胶高环的 发主近也基当引粒平境溶 火要于不聚水发中均、剂 灾由连会合相聚，相， 和生单续发反中合自对产又 污体相生应的，由分安避 染、的大即自而基子全免 环水黏幅是、了 境由聚容质、度度溶 的对高基合易量水，
绿色化学
陈秀丽
第五章 高分子材料的绿色合成化学
Green Synthesis Chemistry of Macromolecule Material
2011化学班
二O一四年四月
Green Synthesis Chemistry of Macromolecule Material
■CONTENT
■REQUEST
聚氨酯合成技术、辐射交联聚
5.6 等离子体聚合技术
合技术。
5.7 酶催化聚合技术
高分子材料合成与应用中的绿色化战略的形成有助于指导人们在高 分子材料的合成及加工领域为人类创造更美好的绿色未来。鉴于高分子 材料特有的实用性因素，人们更需要用冷静的头脑考虑高分子材料的合 成与应用的安全性能，用全面的、长远的眼光在合成高分子材料时开发 完全绿色的方法与工艺。
高分子绿色合成表现为以下几点要求： （1）反应原料应选择自然界中含量丰富的物质，而且对环境无害，避免 使用自然界中的稀缺资源，尤其是选择农副产品作为原料是最好的选择。 （2） 聚合过程中使用的溶剂实现无毒化。 采用水、离子液体、超临界 流体作溶剂，或对使用的有毒溶剂进行循环利用，并降低其在产品中的残留 率。 （3） 聚合过程使用新技术。 （4） 采用高效无毒化的催化剂提高催化效率，缩短聚合时间，降低反 应所需的能量。 （5） 聚合过程中没有副产物的生成至少没有有毒副产物的生成。
5.1 以水为分散介质的聚合技术
水是化学溶剂中唯一没有毒性的液体反应介质，以其作溶剂进行反 应或聚合物产品以其为分散介质均可以减少对境的危害。本章就α-不 饱和单体化合物在水中聚合的反应过程作一介绍。
烯类单体发生聚合反应时强烈放热，在聚合过程中放热不均衡，反 应高峰期的放热速率是平均放热速率的2~3倍。为了控制传热、传质和聚 合物反应速率与聚合物分子质量及其分布，必须严格控制好反应温度。 其中控制散热过程是聚合过程中的关键工程问题，仅靠高效搅拌和换热 装置难以将产生的聚合热及时排除。
5.1 以水为分散介质的聚合技术
1．掌握：以水为分散介质
5.2 离子液体中的聚合技术
的聚合技术、离子液体中的聚
5.3 超临界流体中的聚合技术
合技术、辐射交联聚合技术、 等离子体聚合技术；
5. 4 低残存VOC的水基聚氨酯合成 2．理解：超临界流体中的
技术
聚合技术、低残存VOC的水基
5.5 辐射交联聚合技术
反应中使用的乳化剂难以除尽，残 留在聚合物中会影响最终产品的电 性能、透明度、耐水性及制件表面 的光泽；
5.1.2 水相聚合体系的组成及其作用
1. 单体
乳液聚合常用的单体有乙烯基单体（如苯乙烯、乙烯、醋酸乙烯酯、 氯乙烯、偏二氯乙烯等），共轭二烯烃单体（如丁二烯、异戊二烯、2， 3-二甲基丁二烯、1，3-戊二烯、氯丁二烯），丙烯酸及甲基丙烯酸系单 体（如丙烯酸甲酯、丙烯酸烃乙酯、丙烯酸烃丙酯、甲基丙烯酸甲酯、 甲基丙烯酸烃丁酯、丙烯酰胺、丙烯腈、丙烯醛）等，单体用量大多数 控制在40%~60%之间。
人水体价的解无格聚决害便合了的宜物热特，。交点易，于换可得工以到程大，问大可题改显善 著生 降产 低车 生间 产的 成劳 本动 。环 因境 此； ，
以水聚为合分反散应介完质成的后聚，合既反应可有通着过强后大处的理生使命聚力合。物乳
液实凝现聚了成高块相状对、分颗子粒质状量或和粉高末聚状聚合物，然后加
乳液聚合的优点