第09章合成高分子材料

1、的的關(guān)關(guān)系；系；常常用用熱熱塑塑性性建建筑筑塑塑料料與與熱熱固固性性塑塑料、料、膠膠粘粘劑劑的的基基本本性性能能與與選選用。用。難難點(diǎn)：點(diǎn)：聚聚合合物物的的分分類、類、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)及及其其與與性性能能的的關(guān)關(guān)系。系。1.基本概念 高分子化合物又稱高聚物或聚合物，其分子量很大，一般為104106。其分子往往由許多相同的、簡單的結(jié)構(gòu)單元，通過共價(jià)鍵重復(fù)連接而成。例如，聚氯乙烯分子是由許多氯乙烯結(jié)構(gòu)單元重復(fù)連接而成：4.聚合反應(yīng)由低分子單體合成聚合物的反應(yīng)叫聚合反應(yīng)。聚合反應(yīng)按單體和聚合物在組成和結(jié)構(gòu)上發(fā)生的變化，分為加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)兩大類。以單體通過加成的方式，聚合形成聚合物的反應(yīng)稱為加聚反應(yīng)。加聚

2、反應(yīng)是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。其特點(diǎn)是單體分子具有能夠聚合的雙鍵、三鍵、環(huán)狀結(jié)構(gòu)等；其中，含雙鍵結(jié)構(gòu)的單體最為廣泛，如乙烯、氯乙烯、苯乙烯、丁二烯等。加聚反應(yīng)按參加反應(yīng)的單體種類數(shù)目，可分為均聚反應(yīng)和共聚反應(yīng)，均聚反應(yīng)是只有一種單體進(jìn)行的聚合反應(yīng)，其產(chǎn)物稱為均聚物，如聚乙烯、聚氯乙烯等。共聚反應(yīng)是由兩種或兩種以上的單體進(jìn)行的聚合反應(yīng)，其產(chǎn)物稱為共聚物。(1)線型聚合物線型聚合物的大分子鏈排列成線狀主鏈（如圖91a），有時(shí)帶有支鏈（如圖91b），且線狀大分子間以分子間力結(jié)合在一起。具有線型結(jié)構(gòu)的聚合物包括全部加聚樹脂和部分縮聚樹脂。一般來說，具有線型結(jié)構(gòu)的樹脂，強(qiáng)度較低，彈性模量較小，變形較大，耐熱，耐腐蝕性

3、較差，且可溶可熔。支鏈型聚合物因分子排列較松，分子間作用力較弱，因而密度、熔點(diǎn)及強(qiáng)度等低于線型聚合物。線型聚合物樹脂均為熱塑性樹脂。2、聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)固態(tài)聚合物是由大分子鏈以分子間作用力聚集在一起的。聚集態(tài)結(jié)構(gòu)就是指分子鏈間的排列、堆砌方式和規(guī)律。可分為晶態(tài)結(jié)構(gòu)、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)、取向態(tài)結(jié)構(gòu)和織態(tài)結(jié)構(gòu)等聚集狀態(tài)。晶態(tài)結(jié)構(gòu)的聚合物與低分子量晶體有很大的不同。由于線型高分子難免有彎曲，故聚合物的結(jié)晶為部分結(jié)晶，即在結(jié)晶聚合物中存在“晶區(qū)”和“非晶區(qū)”，且大分子鏈可以同時(shí)跨越幾個(gè)晶區(qū)和非晶區(qū)。晶區(qū)所占的百分比稱為結(jié)晶度。一般來說，結(jié)晶度越高，則聚合物的密度、彈性模量、強(qiáng)度、耐熱性、折光系數(shù)等越高，而沖

4、擊韌性、粘附力、斷裂伸長率、溶解度等越低。晶態(tài)聚合物一般為不透明或半透明狀，非晶態(tài)聚合物則一般為透明狀。體型聚合物只有非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。取向態(tài)結(jié)構(gòu)是指聚合物在一維或二維方向的有序排列結(jié)構(gòu)。事實(shí)上，線型高分子鏈充分伸展時(shí)，其長度為其寬度的幾百、幾千甚至幾萬倍：在一定條件下，使線型聚合物的分子鏈沿著特定方向排列稱為取向。取向在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。例如在合成纖維生產(chǎn)中，采用熱牽引工藝，使分子鏈取向，可提高纖維的強(qiáng)度和彈性模量。聚乙烯纖維未取向時(shí)的抗拉強(qiáng)度約為6080MPa，而取向后的強(qiáng)度可達(dá)800MPa?？棏B(tài)結(jié)構(gòu)是指將兩種或兩種以上的聚合物或不同分子量的同種聚合物混合而得到的材料結(jié)構(gòu)，屬非圴相體系統(tǒng)

5、結(jié)構(gòu)。其中，由一個(gè)分散相和一個(gè)連續(xù)相組成的兩相共混物應(yīng)用最多。例如，分散相軟，連續(xù)相硬的橡膠增韌塑料和分散相硬、連續(xù)相軟的熱塑性彈性體等。3、聚合物的物理狀態(tài)和特點(diǎn)聚合物的物理狀態(tài)可根據(jù)溫度一變形曲線劃分，線型非晶態(tài)聚合物分為玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)三種物理狀態(tài)（如圖92）。圖92 線型非晶態(tài)聚合物的變形與溫度的關(guān)系和尿素縮聚而成的聚合物，它具有耐燃、耐電弧、易著色、表面硬度高、耐溶劑、本身呈透明狀等特點(diǎn)。因此，可制成表面光潔、色彩鮮明的玉狀制品（俗稱“電玉”），但耐濕性差，受潮氣和水的作用易發(fā)生變形或干裂，而且耐熱性較差。n脲醛樹脂主要用于生產(chǎn)木絲板、膠合板、層壓板等。經(jīng)發(fā)泡處理后，可制得一種硬質(zhì)泡抹塑料，用作填充性絕緣