| 词条 | 高聚物应用 |
| 释义 | § 高聚物应用 § 基本信息 高聚物 高聚物，是由几百～几千个原子、彼此以共价键连结起来的大分子化合物，具有较大的分子量(5×103～106)。此类化合物虽然分子量很大，但其化学组成、结构一般比较简单(蛋白质例外)，通常是以简单的结构单元为链节，通过共价键重复结合而成高聚物。如聚氯乙烯的形成与结构就是这样的。 高分子化合物的结构与性能 （1）高分子链的结构和柔顺性 链型（包括带支链的）高聚物的长链分子通常呈卷曲状，且互相缠绕，分子链间有较大的分子间作用力，显示一定的柔顺性和弹性。可溶解于合适的溶剂。它们在加热时会变软，冷却时又变硬，可反复加工成型，称为热塑性高聚物。聚氯乙烯、未硫化的天然橡胶、高压聚乙烯等都是链型高分子化合物。 体型高聚物是链型（含带支链的）高分子化合物分子间以化学键交联而形成的具有空间网状结构的高分子化合物，一般弹性和可塑性较小，而硬度和脆性则较大。一次加工成型后不再能熔化，故又称为热固性高聚物。它具有耐热、耐溶剂、尺寸稳定等优点。如酚醛树脂、硫化橡胶及离子交换树脂等都是体型高聚物。 （2）高分子化合物的物理形态 非晶态链型高分子化合物无确定的熔点，在不同的温度范围内可呈现三种不同的物理形态，即玻璃态、高弹态和粘流态。 高弹态是高聚物所独有的罕见的一种物理形态。呈高弹态的高聚物当温度降低到一定程度时，可转变成如同玻璃体状的固态，称为玻璃态（如常温下的塑料即处于玻璃态），该转化温度叫玻璃化温度，用Tg表示。如天然橡胶的Tg为-73℃。而当温度升高时，高聚物可由高弹态转变成能流动的粘液，称为粘流态。高弹态转变为粘流态的温度叫粘流化温度，用Tf表示。对于非晶态高分子化合物，Tg的高低决定了它在室温下所处的状态，以及是否适合作橡胶还是塑料等。Tg高于室温的高聚物常称为塑料。Tg低于室温的高聚物常称为橡胶。用作塑料的高聚物Tg要高；而作为橡胶，Tg与Tf之间温度的差值则决定着橡胶类物质的使用温度范围。 § 高聚物应用 自古以来，天然高分子就一直被人类利用为生活资料或生产资料。古代人已经掌握天然高分子的加工技术，如利用蚕丝、棉、毛织成织物,采用竹材、棉、麻造纸等。直到19世纪30年代末期才进入到天然高分子的化学改性阶段，如天然橡胶的硫化(1839)，纤维素的硝化(1845)。20世纪初，经L.H.贝克兰等人的研究，成功地合成了第一个合成高聚物──酚醛树脂，标志着人类应用合成高聚物的开始。随后,各种高聚物的合成纷纷研究成功,并陆续投入生产。过去，高聚物材料是金属及其他贵重材料（如象牙、珍珠等）的代用品；到近代，高聚物的应用已扩展到人们的生活、生产、科研和国防等各个领域。许多材料的应用范围已经超过了天然材料和许多金属材料，形成了庞大的高聚物材料应用体系。 高聚物合成材料按照性能和用途，大致可分为塑料、合成橡胶（或弹性体）、合成纤维三大类。这些材料的原料来源丰富、种类繁多、加工简易、性能优良，因此其用途之广、发展之快是其他材料所不及的。 三大合成高聚物材料中以塑料的产量最大，约占总量的70％～75％,增长速度最快。合成纤维的年产量的增长自70年代以来突飞猛进。1970年合成纤维的产量还不到天然棉、毛、丝等产量的一半，1980年的产量已经接近棉的总产量，到80年代中期将超过天然纤维的总产量。合成橡胶的产量增长也早已超过了天然橡胶，合成橡胶的品种多、生产周期短、性能优异，其耐油、耐高温等性能是天然橡胶所不及的。目前，高聚物合成材料的应用已遍及各个领域。 工业方面 广泛用作机械工业的各种工件和零件,如工程塑料、耐磨材料、吸振材料(见高聚物吸振材料)等；电气工业的绝缘材料、导电塑料、导线等；采矿工业的坑道塑料柱架和选矿用的浮选剂、絮凝剂等;石油工业中的钻井柔杆及堵水剂、减阻剂、泥浆稳定剂等；化学工业中的耐腐蚀塑料管道、槽、罐以及涂料、胶粘剂（见高分子胶粘剂）等；在轻纺工业中，高聚物的应用有更广阔的前途，如人们的衣着服装现在几乎大部分由耐纶、涤纶和腈纶三大合成纤维制成；用高聚物制成的纸、人造皮革、木材代用塑料等日益增多；色彩鲜艳、质轻耐久的各种高聚物包装材料、装饰品、日用器皿等也大量应用。 农业方面 农用薄膜和塑料温室的应用，发展十分迅速。帐篷、农渔用船艇、水利排灌管道、农用机械零部件、缆索等都有用高聚物制成的（见农用高聚物）。 交通运输、通信、建筑方面 各种车辆轮胎、管子、刹车片、车厢、船舶、飞机的各种内部轻质构件，都广泛采用高聚物材料；用塑料和复合材料制造轻型飞机和汽车，也正在积极研究中。通信用的信息转换及信息记录材料，主要包括光通信所用的导光纤维（见高分子导光纤维）、录像用材料、高敏感度的感光材料、热色记忆记录材料等也都使用高聚物材料。建筑物的上下水道、室内壁板、门窗、房梁及活动房屋、展览馆等都可用纤维增强塑料制成。日本和中国近年都已建成玻璃纤维增强塑料的桥梁建筑。高分子灌浆材料用于建筑物和构筑物的防渗堵漏、消除缺陷和增强基础等方面。 国防建设、尖端科学技术方面 特种高聚物和功能高分子具有耐高温、耐低温、高强度、高模量、高绝缘、耐腐蚀等特性，因此在兵器制造中可作为结构材料的辅助材料，如耐高温和耐低温的胶粘剂。特种涂料（见高聚物涂料）和密封材料（见高分子密封材料）也都用特种高聚物制成。无论在航空、航天飞行器，核设备，大型集成电路，以及军事装备的轻微型化等方面，高聚物材料是不可缺少的。 医药卫生方面 高聚物在这方面的应用发展很快,范围很广,除了高聚物药物外,还用来制造人工脏器（如人工心脏、人工肾）、人工血液、人工血管、人工骨和关节、人工皮肤等（见医用高分子）。 § 配图 § 相关连接 |
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