引入
聚合反应要解决的是“小分子怎样变成大分子”的问题。
很多塑料、合成纤维、橡胶和生物大分子都可以从这个角度理解:结构单元不断连接,形成相对分子质量很大的聚合物。
所以聚合反应不是简单的“多个物质加起来”,而是单体按照一定方式重复连接。
正文
定义
聚合反应是指小分子单体通过重复连接生成高分子化合物的反应。
基本概念
| 概念 | 说明 |
|---|---|
| 单体 | 能参与聚合的小分子 |
| 聚合物 | 聚合反应生成的高分子化合物 |
| 链节 | 聚合物中不断重复的结构单元 |
| 聚合度 | 链节重复的数量,常用 表示 |
例如乙烯聚合生成聚乙烯:
乙烯是单体, 是链节,聚乙烯是聚合物。
加聚反应
加聚反应常见于含有碳碳双键的单体。
反应时双键打开,单体一个接一个连接成高分子,通常没有小分子副产物。
| 单体 | 聚合物 | 用途印象 |
|---|---|---|
| 聚乙烯 | 塑料薄膜、容器 | |
| 聚氯乙烯 | 管材、塑料制品 | |
| 聚四氟乙烯 | 不粘锅涂层、耐腐蚀材料 |
加聚反应的重点是:单体中原来的不饱和键被打开,变成聚合物主链的一部分。
缩聚反应
缩聚反应通常发生在带有两个或多个官能团的单体之间。
反应生成高分子的同时,往往会脱去小分子,例如水、氯化氢、甲醇等。
| 特点 | 说明 |
|---|---|
| 单体要求 | 通常有两个或多个可反应官能团 |
| 产物 | 高分子 + 小分子副产物 |
| 例子 | 聚酯、聚酰胺、蛋白质形成过程 |
加聚和缩聚的区别不只是名字不同,而是反应方式不同:加聚主要是打开不饱和键,缩聚则是官能团之间反应并脱去小分子。
判断方法
判断一个反应是不是聚合反应,可以看:
- 反应物是否是小分子单体。
- 生成物是否是高分子化合物。
- 结构中是否出现重复链节。
- 是否有 表示大量重复单元。
如果生成物只是一个普通小分子,就不能因为“多个反应物结合”而叫聚合反应。
和化合反应的区别
聚合反应和化合反应都有“多个变一个”的感觉,但层级不同。
| 对比 | 化合反应 | 聚合反应 |
|---|---|---|
| 反应物 | 两种或多种物质 | 大量单体分子 |
| 生成物 | 一种物质 | 高分子聚合物 |
| 结构特点 | 不一定有重复单元 | 一定有重复链节 |
| 例子 |
所以聚合反应可以看作更具体的一类高分子生成反应,不能简单归入普通化合反应来处理。
引出
聚合反应继续往下,会引出单体、链节、聚合度、加聚、缩聚、塑料、合成纤维和生物大分子。
学习时最重要的是看结构:单体怎样连接,重复单元是什么,有没有小分子副产物。