聚合物的分類、結(jié)構(gòu)和用途

??????? 聚合物的歸類能夠從不一樣的視角對聚合物實現(xiàn)歸類，如從單體由來、合成方式、最后應用、加熱方式、聚合物構(gòu)造等。

(1)按分子主鏈的元素構(gòu)造，可將聚合物分成元素有機、碳鏈、雜鏈三種。
元素有機聚合物大分子主鏈中無碳原子，具體由硅、硼、鋁和氧、氮、硫、磷等原子組成，但側(cè)基卻由有機基團構(gòu)成，如甲基、乙基、乙烯基等。有機硅橡膠便是典型性的實例。
元素有機又被稱為雜鏈的半有機高分子，假如主鏈和側(cè)基均無碳原子，則變成無機高分子。
碳鏈聚合物大分子主鏈全部由碳原子構(gòu)成。絕大多數(shù)烯類和二烯類聚合物歸屬于這一類，如PE、聚苯乙烯、PVC等。
雜鏈聚合物大分子主鏈中除碳原子外，也有氧、氮、硫等雜原子。如聚醚、聚脂、聚酰胺樹脂、聚氨酯材料、聚硫橡膠等。工程塑料、合成纖維、耐熱聚合物大多數(shù)是雜鏈聚合物。

(2)按材質(zhì)的特性和應用歸類，可將高聚物分成塑料、橡膠和纖維。
塑料：是以合成或天然聚合物為主要成分，配合填充劑、增塑劑和其它改性劑在相應溫度和壓力下生產(chǎn)加工成型的材質(zhì)或產(chǎn)品。當中的聚合物常稱作樹脂，可以為晶態(tài)和非晶態(tài)。塑料的方式介于纖維和橡膠中間，有很廣的使用范圍，軟塑料貼近橡膠，硬塑料貼近纖維。軟塑料的結(jié)晶度由中到高，Tm、Tg有很寬的使用范圍，彈性模量(15000～350000N／cm2)、抗張強度(1500～7000N／cm2)、伸長率(20％～800％)都從中到高。PE、PP和結(jié)晶度中等的PA—66均歸屬于軟塑料。硬塑料的特征是剛性大、難變型。彈性模量(70000～350000N／cm2)和抗張強度(3000～8500N／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備剛性鏈，屬無定型。塑料按其加熱方式也可分成熱塑性塑料和熱固性塑料。依塑料的狀況又可細分為模塑塑料、層壓塑料、泡沫塑料、人造皮革、塑料膜等。

橡膠：一般是一種線型柔順高分子聚合物，分子間次價力小，有著非常典型的高彈力，在較小的作用力下，能形成較大的變形(500％～1000％)，作用力去除后，能恢復正常。所以，橡膠類用的聚合物需要完全性無定型，玻璃化溫度低，易于大分子的運動。經(jīng)小量交聯(lián)，可清除永久性的殘留變形。以天然橡膠為例子，Tg低(—73℃)，小量交聯(lián)后，起始彈性模量小(<70N／cm2)。經(jīng)拉伸后，誘導結(jié)晶，將使模量和強度提升。伸長率為400％，強度升至1500N／cm2；500％時為2000N／cm2。橡膠經(jīng)適度交聯(lián)(硫化)后形成的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)可避免大分子鏈相互滑移，擴大彈性形變。交聯(lián)度擴大，彈力降低，彈性模量升高，高度交聯(lián)可獲得硬橡膠。天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠和乙丙橡膠是常見的種類。

纖維：一般是線性結(jié)晶聚合物，平均分子量較橡膠和塑料低，纖維不容易變形，伸長率小(<10％～50％)，彈性模量(>35000N／cm2)和抗張強度(>35000N／cm2)都很高。纖維用聚合物含有某一些極性基團，以提升次價力，而且要有高的結(jié)晶性能。拉伸可提升結(jié)晶度。纖維的熔點應在200℃之上，以利于熱水洗滌和熨燙，但不適宜高過300℃，便于熔融紡絲。該聚合物應能溶解于合適的溶劑中，便于溶液紡絲，但不可溶解于干洗溶劑中。工業(yè)生產(chǎn)中常見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。

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