高分子化合物的三種結構
作者:訪客發(fā)布時間:2021-07-08分類:聚合物瀏覽:444
高分子化合物
又稱高聚物,是由幾百~幾千個原子、彼此以共價鍵連結起來的大分子化合物,具有較大的分子量(5103~106)。此類化合物雖然分子量很大,但其化學組成、結構一般比較簡單(蛋白質例外),通常是以簡單的結構單元為鏈節(jié),通過共價鍵重復結合而成高聚物。如聚氯乙烯的形成與結構就是這樣的。
此處氯乙烯這種能聚合成高分子化合物的小分子化合物稱為單體,組成高分
一種高聚物來說,n并不相同,所以高分子化合物的分子量是指平均分子量。
高分子化合物的分類眾多,按其元素組成可分無機高分子化合物(如石棉、云母等)和有機高分子化合物(如橡膠、蛋白質);按其來源可分天然高分子化合物(淀粉、天然橡膠、蛋白質、石棉、云母)和合成高分子化合物(合成塑料、橡膠、纖維);合成高分子化合物又可按生成反應類型分加聚物(聚乙烯、聚氯乙烯……)和縮聚物(聚酰胺、聚酯、酚醛樹脂);按鏈的結構可分線型高分子(合成纖維等)和體型高分子(酚醛樹脂)等。高分子化合物分子中的各種官能團,都能正常發(fā)生反應,如羰基加成、脫碳,酯和酰胺水解等。由于分子量大,結構特殊,它們各自有其獨特的物理性質。作為高分子材料,正是利用了這些性質.
高分子化合物的結構與性能
高分子化合物化學性質穩(wěn)定,并具有優(yōu)良的彈性、可塑性、機械性能(抗拉、抗彎、抗沖擊等)及電絕緣性,不同高聚物性能間的差別與其分子結構、分子間作用力、分子鏈的柔順性、聚合度、分子極性等因素有關。
(1)高分子鏈的結構和柔順性
鏈型(包括帶支鏈的)高聚物的長鏈分子通常呈卷曲狀,且互相纏繞,分子鏈間有較大的分子間作用力,顯示一定的柔順性和彈性??扇芙庥诤线m的溶劑。它們在加熱時會變軟,冷卻時又變硬,可反復加工成型,稱為熱塑性高聚物。聚氯乙烯、未硫化的天然橡膠、高壓聚乙烯等都是鏈型高分子化合物。
體型高聚物是鏈型(含帶支鏈的)高分子化合物分子間以化學鍵交聯(lián)而形成的具有空間網(wǎng)狀結構的高分子化合物,一般彈性和可塑性較小,而硬度和脆性則較大。一次加工成型后不再能熔化,故又稱為熱固性高聚物。它具有耐熱、耐溶劑、尺寸穩(wěn)定等優(yōu)點。如酚醛樹脂、硫化橡膠及離子交換樹脂等都是體型高聚物。
(2)高分子化合物的物理形態(tài)
非晶態(tài)鏈型高分子化合物無確定的熔點,在不同的溫度范圍內可呈現(xiàn)三種不同的物理形態(tài),即玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)。
高彈態(tài)是高聚物所獨有的罕見的一種物理形態(tài)。呈高彈態(tài)的高聚物當溫度降低到一定程度時,可轉變成如同玻璃體狀的固態(tài),稱為玻璃態(tài)(如常溫下的塑料即處于玻璃態(tài)),該轉化溫度叫玻璃化溫度,用Tg表示。如天然橡膠的Tg為-73℃。而當溫度升高時,高聚物可由高彈態(tài)轉變成能流動的粘液,稱為粘流態(tài)。高彈態(tài)轉變?yōu)檎沉鲬B(tài)的溫度叫粘流化溫度,用Tf表示。對于非晶態(tài)高分子化合物,Tg的高低決定了它在室溫下所處的狀態(tài),以及是否適合作橡膠還是塑料等。Tg高于室溫的高聚物常稱為塑料。Tg低于室溫的高聚物常稱為橡膠。用作塑料的高聚物Tg要高;而作為橡膠,Tg與Tf之間溫度的差值則決定著橡膠類物質的使用溫度范圍。
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