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有機高分子材料

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高分子是由一種或幾種結構單元多次(103~105)重複連接起來的化合物。它們的組成元素不多,主要是碳、氫、氧、氮等,但是相對分子質量很大,一般在10 000以上,可高達幾百萬。因此才叫做高分子化合物。

1結構特徵

高分子是由一種或幾種結構單元多次(103~105)重複連接起來的化合物。它們的組成元素不多,主要是碳、氫、氧、氮等,但是相對分子質量很大,一般在10 000以上,可高達幾百萬。因此才叫做高分子化合物。
例如,用量很大的聚氯乙烯(PVC)是由結構單元氯乙烯(CH2=CHCl),是由兩種結構單元—NH—(CH2)6—NH—和—CO(CH2)4CO—多次重複連接而成。有一些結構複雜或者結構尚未確定的高分子化合物,在名稱上有時加「樹脂」二字。例如酚醛樹脂、脲醛樹脂等。
高分子化合物的這種很不一般的結構,使它表現出了非同凡響的特性。例如,高分子主鏈有一定內旋自由度,可以彎曲,使高分子鏈具有柔性;高分子結構單元間的作用力及分子鏈間的交聯結構,直接影響它的聚集態結構,從而決定高分子材料的主要性能。
高分子化合物固、液、氣三種存在狀態的變化一般並不很明顯。固體高分子化合物的存在狀態主要有玻璃態、橡膠態和纖維態。固體狀態的高分子化合物多是硬而有剛性的物體。無定形的透明固體高分子化合物很像玻璃,故稱它為玻璃態。在橡膠態下,高分子鏈處於自然無規則和捲曲狀態,在應力作用下被拉伸,去掉應力又恢復捲曲,表現出彈性。纖維是由高分子化合物構成的長度對直徑比大很多倍的纖細材料。

2性能

高分子化合物的基本結構特徵,使它們具有跟低分子化合物不同的許多寶貴性能。例如機械強度大、彈性高、可塑性強、硬度大、耐磨、耐熱、耐腐蝕、耐溶劑、電絕緣性強、氣密性好等,使高分子材料具有非常廣泛的用途。
通常使用的高分子材料,常是由高分子化合物加入各種添加劑所形成,其基本性能取決於所含高分子化合物的性質,各種不同添加劑的作用在於更好地發揮、保持、改進高分子化合物的性能,滿足不同的要求,用在更多的方面。

3分類

隨著化學化工的發展,高分子化合物的品種日益增加。對眾多的高分子化合物可以從不同角度進行分類。通常的分類方法有:
①根據來源分為天然高分子化合物、合成高分子化合物和半合成高分子化合物。天然高分子化合物如纖維素、澱粉等;各種人工合成的高分子如聚乙烯、聚丙烯等為合成高分子化合物;醋酸纖維素等為半合成高分子化合物。
②根據合成反應特點分為聚合物、縮合物和開環聚合物等。
③根據性質和用途分為塑料、橡膠、纖維等。

4新型材料

高分子磁性材料
是人類在不斷開拓磁與高分子聚合物(合成樹脂、橡膠)的新應用領域 的同時,而賦予磁與高分子的傳統應用以新的涵義和內容的材料之一。早期磁性材料源於天然磁石,以後才利用磁鐵礦(鐵氧體)燒結或鑄造成磁性體,現在工業常用的磁性材料有三種,即鐵氧體磁鐵、稀土類磁鐵和鋁鎳鈷合金磁鐵等。它們的缺點是既硬且脆,加工性差。為了克服這些缺陷,將磁粉混煉於塑料或橡膠中製成的高分子磁性材料便應運而生了。這樣製成的複合型高分子磁性材料,因具有比重輕、容易加工成尺寸精度高和複雜形狀的製品,還能與其它元件一體成型等特點,而越來越受到人們的關注。高分子磁性材料主要可分為兩大類,即結構型和複合型。所謂結構型是指並不添加無機類磁粉而高分子中製成的磁性體。目前具有實用價值的主要是複合型。

光功能高分子材料

所謂光功能高分子材料,是指能夠對光進行透射、吸收、儲存、轉換的一類高分子材料。目前,這一類材料已有很多,主要包括光導材料、光記錄材料、光加工材料、光學用塑料(如塑料透鏡、接觸眼鏡等)、光轉換系統材料、光顯示用材料、光導電用材料、光合作用材料等。光功能高分子材料在整個社會材料對光的透射,可以製成品種繁多的線性光學材料,像普通的安全玻璃、各種透鏡、稜鏡等;利用高分子材料曲線傳播特性,又可以開發出非線性光學元件,如塑料光導纖維、塑料石英複合光導纖維等;而先進的信息儲存元件興盤的基本材料就是高性能的有機玻璃和聚碳酸脂。此外,利用高分子材料的光化學反應,可以開發出在電子工業和印刷工業上得到廣泛使用的感光樹脂、光固化塗料及粘合劑;利用高分子材料的能量轉換特性,可製成光導電材料和光致變色材料;利用某些高分子材料的折光率隨機械應力而變化的特性,可開發出光彈材料,用於研究力結構材料內部的應力分佈等。
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