高分子材料分为天然和人工合成两大类。天然高分子材料有羊毛、蚕丝、淀粉和橡胶等。工程上使用的高分子材料主要是由人工合成的,如塑料、合成纤维和合成橡胶等。
高分子材料是指以高分子化合物为主要组成成分的材料,高分子化合物是指相对分子质量很大的化合物。一般相对分子质量小于500 的称为低分子化合物; 相对分子质量大于5 000的称为高分子化合物。表7 -1 所示为常见物质的相对分子质量。通常低分子化合物没有强度和弹性,而高分子化合物则具有一定的强度、弹性和塑性。
表7-1 常见物质的相对分子质量
高分子化合物的化学组成一般并不复杂,都是由一种或几种比较简单的低分子化合物重复连接而成的。这类能组成高分子化合物的低分子化合物称为单体,将单体转变成高分子化合物的过程称为聚合。因此,高分子化合物也称为高聚物。例如,聚乙烯塑料就是由乙烯经聚合反应制成的。(www.daowen.com)
高分子化合物的合成方法有很多,但按最基本的化学反应分类,可以分为加聚反应和缩聚反应两大类。
1.加聚反应
加聚反应是由一种或多种单体经过光照、加热或化学药品(称为引发剂) 的作用后相互结合而连成大分子链的过程。加聚反应进行得较快,反应过程中不停留,没有中间物产生。加聚反应是目前高分子合成工业的基础,约80%的高分子材料是由加聚反应得到的。目前产量较大的高分子化合物的品种,如聚乙烯、合成橡胶等都是加聚反应的产品。
2.缩聚反应
缩聚反应是具有官能团的单体相互反应结合成较大的大分子链的过程。缩聚反应是分步进行的,可以在反应过程中的某个阶段停留而得到中间产物,同时生成某些低分子物质(如水、氨) 等。中间缩聚反应有较大的实用价值,如涤纶、尼龙、酚醛树脂和环氧树脂等重要工程材料的高分子化合物都是由缩聚反应合成的。
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