第一節(jié)  高分子聚合物的簡介

高分子聚合物指由鍵重復(fù)連接而成的高分子量（通?？蛇_(dá)10～106）化合物。包括晶態(tài)結(jié)構(gòu)、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)、取向態(tài)結(jié)構(gòu)以及織態(tài)結(jié)構(gòu)。人類利用天然聚合物的歷史久遠(yuǎn)，直到19世紀(jì)中葉才跨入對天然聚合物的化學(xué)改性工作，1839年C．Goodyear發(fā)現(xiàn)了橡膠的硫化反應(yīng)，從而使天然橡膠變?yōu)閷嵱玫墓こ滩牧系?研究 取得關(guān)鍵性的進(jìn)展。（產(chǎn)業(yè) 規(guī)劃 ）

第二節(jié) 高分子聚合物的種類

聚合物分類

可以從不同的角度對聚合物進(jìn)行分類，如從、加熱行為、聚合物結(jié)構(gòu)等。

⑴按分子主鏈的元素結(jié)構(gòu)，可將聚合物分為碳鏈、雜鏈和元素有機(jī)三類。

碳鏈聚合物大分子主鏈完全由碳原子組成。絕大部分烯類和二烯類聚合物屬于這一類，如聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。

雜鏈聚合物大分子主鏈中除碳原子外，還有氧、氮、硫等雜原子。如聚醚、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚硫橡膠等。工程塑料、合成纖維、耐熱聚合物大多是雜鏈聚合物。

元素有機(jī)聚合物大分子主鏈中沒有碳原子，主要由硅、硼、鋁和氧、氮、硫、磷等原子組成，但側(cè)基卻由有機(jī)基團(tuán)組成，如甲基、乙基、乙烯基等。有機(jī)硅橡膠就是典型的例子。

元素有機(jī)又稱雜鏈的半有機(jī)高分子，如果主鏈和側(cè)基均無碳原子，則成為無機(jī)高分子。

性質(zhì)和用途分類

按材料的性質(zhì)和用途分類，可將高聚物分為塑料、橡膠和纖維。

橡膠通常是一類線型柔順高分子聚合物，分子間次價力小，具有典型的高彈性，在很小的作用力下，能產(chǎn)生很大的形變（500%～1000%），外力除去后，能恢復(fù)原狀。因此，橡膠類用的聚合物要求完全無定型，玻璃化溫度低，便于大分子的運(yùn)動。經(jīng)少量交聯(lián)，可消除永久的殘余形變。以天然橡膠為例，Tg低（—73℃），少量交聯(lián)后，起始彈性模量?。?lt;70N/cm2）。經(jīng)拉伸后，誘導(dǎo)結(jié)晶，將使模量和強(qiáng)度增高。伸長率為400%，強(qiáng)度增至1 500N/cm；500%時為2 000N/cm。橡膠經(jīng)適度交聯(lián)（硫化）后形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可防止大分子鏈相互滑移，增大彈性形變。交聯(lián)度增大，彈性下降，彈性模量上升，高度交聯(lián)可得到硬橡膠。天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠和乙丙橡膠是常用的品種。

纖維通常是線性結(jié)晶聚合物，平均分子量較橡膠和塑料低，纖維不易形變，伸長率小（<10%～50%），彈性模量（>3 5000N/cm2）和抗張強(qiáng)度（>35 000N/cm2）都很高。纖維用聚合物帶有某些極性基團(tuán)，以增加次價力，并且要有高的結(jié)晶能力。拉伸可提高結(jié)晶度。纖維的熔點應(yīng)在200℃以上，以利于熱水洗滌和熨燙，但不宜高于300℃，以便熔融紡絲。該聚合物應(yīng)能溶于適當(dāng)?shù)娜軇┲校员闳芤杭徑z，但不應(yīng)溶于干洗溶劑中。工業(yè)中常用的合成纖維有聚酰胺（如尼龍—66、尼龍—6等）、聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚丙烯腈等。

塑料是以合成或天然聚合物為主要成分，輔以填充劑、增塑劑和其他助劑在一定溫度和壓力下加工成型的材料或制品。其中的聚合物常稱做樹脂，可為晶態(tài)和非晶態(tài)。塑料的行為介于纖維和橡膠之間，有很廣的范圍，軟塑料接近橡膠，硬塑料接近纖維。軟塑料的結(jié)晶度由中到高，Tm、Tg有很寬的范圍，彈性模量（15 000～350000N/cm2）、抗張強(qiáng)度（1 500～7 000N/cm2）、伸長率（20%～800%）都從中到高。聚乙烯、聚丙烯和結(jié)晶度中等的尼龍—66均屬于軟塑料。硬塑料的特點是剛性大、難變形。彈性模量（70 000～350 000N/cm2）和抗張強(qiáng)度（3 000～8 500N/cm2）都很高，而斷裂伸長率很低（0．5%～3%）。這類塑料用的聚合物都具有剛性鏈，屬無定型。塑料按其受熱行為也可分為熱塑性塑料和熱固性塑料。依塑料的狀態(tài)又可細(xì)分為模塑塑料、層壓塑料、泡沫塑料、人造革、塑料薄膜等。

形狀分類

按幾何形狀可分為兩種，即線型大分子和體型大分子。圖（a）所示為直鏈線型結(jié)構(gòu)大分子

有許多鏈節(jié)聯(lián)成一個長鏈，其分子直徑與長度比達(dá)1:1000以上，這樣長而細(xì)的結(jié)構(gòu)，如果沒有外力拉伸是是不可能成直線狀的，所以它通常是卷曲成不規(guī)則的團(tuán)狀如聚丙烯等；圖（b）所示為線型支鏈大分子，其線型大分子主鏈帶有一些支鏈，支鏈的數(shù)量和長短可以不同，甚至支鏈上還有支鏈，如高壓聚乙烯等；圖（c）所示的是體型結(jié)構(gòu)大分子，特點是：大分子鏈之間以強(qiáng)的化學(xué)鍵相互交聯(lián)，形成立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

第三節(jié) 高分子聚合物的發(fā)展現(xiàn)狀

1870年J．W．Hyatt用樟腦增塑硝化纖維素，使硝化纖維塑料實現(xiàn)了工業(yè)化。1907年L．Baekeland報道了合成第一個熱固性酚醛樹脂，并在20世紀(jì)20年代實現(xiàn)了工業(yè)化，這是第一個合成塑料產(chǎn)品。1920年H．Standinger提出了聚合物是由結(jié)構(gòu)單元通過普通的共價鍵彼此連接而成的長鏈分子，這一結(jié)論為現(xiàn)代聚合物科學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。隨后，Carothers把合成聚合物分為兩大類，即通過縮聚反應(yīng)得到的縮聚物和通過加聚反應(yīng)得到的加聚物。20世紀(jì)50年代K．Ziegler和G．Natta發(fā)現(xiàn)了配位聚合催化劑，開創(chuàng)了合成立體規(guī)整結(jié)構(gòu)聚合物的時代。在大分子概念建立以后的幾十年中，合成高聚物取得了飛速的發(fā)展，許多重要的聚合物相繼實現(xiàn)了工業(yè)化。

第四節(jié) 高分子聚合物的應(yīng)用范圍

天然聚合物多從自然植物經(jīng)物理或化學(xué)方法制取，合成聚合物由低分子單體通過聚合反應(yīng)制得。聚合方法通常有本體（熔融）聚合、溶液聚合、乳液聚合和懸浮聚合等，依據(jù)對聚合物的使用性能要求可對不同的方法進(jìn)行選擇，如帶官能團(tuán)的單體聚合常采用溶液或熔融聚合法。 研究 聚合過程的反應(yīng)工程學(xué)科分支稱為聚合反應(yīng)工程學(xué)。聚合物加工成各種制品的過程，主要包括塑料加工、橡膠加工和化學(xué)纖維紡絲，這三者的共性 研究 體現(xiàn)為聚合物流變學(xué)。

聚合物的性能

高彈形變和黏彈性是聚合物特有的力學(xué)性能。這些特性均與大分子的多層次結(jié)構(gòu)的大分子鏈的特殊運(yùn)動方式以及聚合物的加工有密切的關(guān)系。聚合物的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、耐熱性、耐腐蝕性、耐溶劑性以及電絕緣性、透光性、氣密性等都是使用性能的重要指標(biāo)。

免責(zé)申明：本文僅為中經(jīng)縱橫 市場 研究 觀點，不代表其他任何投資依據(jù)或執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)行為。如有其他問題，敬請來電垂詢：4008099707。特此說明。