【正文】 熱固性塑料 （體型） 首頁(yè) 上一頁(yè) 下一頁(yè) 末頁(yè) 46 結(jié)構(gòu)式 : 性能： 強(qiáng)極性，絕緣性好，耐酸堿，難燃，具有自熄性。 通用塑料 工程塑料 特殊塑料 首頁(yè) 上一頁(yè) 下一頁(yè) 末頁(yè) 45 在加工過(guò)程中，一般 只發(fā)生物理變化 ，受熱變?yōu)樗苄泽w，成型后冷卻又變硬定型，若再受熱還可改變形狀重新成型的塑料。 具有特殊功能和特殊用途的塑料 。 塑料 : 機(jī)械性能好，能用于制造各種機(jī)械零件的塑料 。 首頁(yè) 上一頁(yè) 下一頁(yè) 末頁(yè) 44 產(chǎn)量大，價(jià)格低，日常生活中應(yīng)用范圍廣的塑料 。 高分子材料由于 其品種多，功能齊全、能適應(yīng)多種需要，加工容易，適宜于自動(dòng)化生產(chǎn)，原料來(lái)源豐富易得、價(jià)格便宜 等原因，已成為我們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚闹匾牧稀? 高分子材料與其他材料相比，具有 密度小、比強(qiáng)度高、耐腐蝕、絕緣性好、易于加工成型 等特點(diǎn)。 （ 4）加強(qiáng)環(huán)保宣傳，提高公民的環(huán)保意識(shí)，在社會(huì)上形成良好的環(huán)保氛圍，是解決白色污染及其他各種形式污染的前提。 （ 3）研究開(kāi)發(fā)降解塑料。 （ 2） 回收廢塑料并使之資源化是解決白色污染的根本途徑。 （ 4）把廢塑料直接進(jìn)行焚燒處理，將給環(huán)境造成嚴(yán)重的二次污染。 （ 3）填埋作業(yè)仍是我國(guó)處理城市垃圾的一個(gè)主要方法。 （ 1）一次性發(fā)泡塑料飯盒和塑料袋盛裝食物嚴(yán)重影響我們的身體健康。 * 塑料的貢獻(xiàn)與白色污染 首頁(yè) 上一頁(yè) 下一頁(yè) 末頁(yè) 41 視覺(jué)污染 指的是塑料袋、盒、杯、碗等散落在環(huán)境中，給人們的視覺(jué)帶來(lái)不良刺激，影響環(huán)境的美感。 隨著塑料產(chǎn)量不斷增大，成本越來(lái)越低，我們用過(guò)的大量農(nóng)用薄膜、包裝用的塑料袋和一次性塑料餐具在使用后被拋棄在環(huán)境中，給景觀和環(huán)境帶來(lái)很大破壞。創(chuàng)造了巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。 ? 充分利用自然資源 高分子化合物的回收及再利用 高分子化合物的回收、利用包括： ? 再生利用和改性利用 ? 熱分解回收化工原料 ? 焚燒回收熱能 ? 掩埋處理 ? 光降解和微生物降解 首頁(yè) 上一頁(yè) 下一頁(yè) 末頁(yè) 40 從上世紀(jì) 60年代開(kāi)始，塑料 (主要指聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯 )進(jìn)入廣泛實(shí)用階段。 與共混相比，復(fù)合包含的范圍更廣；共混改性的組分材料僅限于高聚物，而復(fù)合改性的對(duì)象除高聚物外，還可包括金屬材料與無(wú)機(jī)非金屬材料。 PVC天然氯丁膠共混，可改善抗沖擊性能 共混的作用： ① 改變單一聚合物的弱點(diǎn)，性能互補(bǔ)，獲得優(yōu)良綜合性能； ② 賦予特別性能或功能，如賦予粘結(jié)性能、減震、導(dǎo)電、阻燃、 耐水等； ③ 改善加工功能。如 ABSPVC共混，可改善耐燃性 橡膠－橡膠共混。形成的高聚物稱(chēng)為 共混高聚物 (又稱(chēng)為高分子合金 )。 一些能增進(jìn)高聚物柔韌性和熔融流動(dòng)性的物質(zhì)。 如聚氯乙烯中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 30%~70%的增塑劑就成為軟質(zhì)聚氯乙烯塑料。 其中填料和增塑劑是添加劑中用量最大的。 首頁(yè) 上一頁(yè) 下一頁(yè) 末頁(yè) 35 在高聚物中摻和各種助劑（又稱(chēng)添加劑）、將不同高聚物共混、或用其他材料與高分子材料復(fù)合而完成的改性。 同理，若利用官能團(tuán)反應(yīng)在高聚物母體中引入可與溶液中 陰離子 進(jìn)行離子交換的基團(tuán)，即可得 陰離子交換樹(shù)脂 。由此所得離子交換樹(shù)脂（簡(jiǎn)稱(chēng)為聚苯乙烯磺酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂）的結(jié)構(gòu)（簡(jiǎn)）式可表示如下： 利用官能團(tuán)反應(yīng)，在高分子結(jié)構(gòu)中引入適當(dāng)?shù)?功能基 ，使高分子具有特定的功能。 先要制備高聚物母體（即骨架）如苯乙烯 二乙烯苯共聚物（體型高聚物），然后再通過(guò)官能團(tuán)反應(yīng)，在高聚物骨架上引入活性基團(tuán)。 ( C H 2 C H ) x ( C H 2 C H = C H C H 2 ) y ( C H 2 C H ) zC Nn由兩種或兩種以上不同單體通過(guò)共聚所生成的共聚物，往往在性能上有取長(zhǎng)補(bǔ)短的效果。 例 橡膠的硫化： 借化學(xué)鍵的形成，使線型高聚物連接成為體型高聚物的反應(yīng)。 常用的反應(yīng) 交聯(lián)反應(yīng) 共聚反應(yīng) 官能團(tuán)反應(yīng) 首頁(yè) 上一頁(yè) 下一頁(yè) 末頁(yè) 31 經(jīng) 部分交聯(lián) 后的橡膠，既提高了強(qiáng)度和韌性，又同時(shí)保留了較好的彈性。 例如癸二酸和己二胺合成為尼龍 610的反應(yīng)： n H 2 N ( C H 2 ) 6 NHH+ n C ( C H 2 ) 8 C O O HH OON H ( C H 2 ) 6 N H C ( C H 2 ) 8 CO O+ 2 n H 2 On2．縮聚反應(yīng) 首頁(yè) 上一頁(yè) 下一頁(yè) 末頁(yè) 30 高分子材料的改性 通過(guò)各種方法改變已有材料的組成、 結(jié)構(gòu)，以達(dá)到改善性能、擴(kuò)大品種和應(yīng)用范圍的目的。 加聚反應(yīng) —— 由一種或多種單體相互加成，或由環(huán)狀化合物開(kāi)環(huán)相互結(jié)合成聚合物的反應(yīng)。 為了延緩光 、 氧 、 熱對(duì)高聚物的老化作用 ， 通常可在高聚物中加入各類(lèi) 光穩(wěn) 定劑 、 抗氧劑 （ 芳香族胺類(lèi)如二苯胺 和酚類(lèi)等 ） ， 或 熱穩(wěn)定劑（ 如硬脂酸鹽等 ） 。 老化是物理性質(zhì)變壞的不可逆過(guò)程。 nm+N H C H 2 N H 2H O HC ON H C H 2 N H C O C H 2C OC H 2H O O Cm n5．化學(xué)穩(wěn)定性和老化 首頁(yè) 上一頁(yè) 下一頁(yè) 末頁(yè) 26 老化是指高聚物及其材料在加工、貯存和使用過(guò)程中，長(zhǎng)期受化學(xué)、物理（熱、光、電、機(jī)械等）以及生物（霉菌）因素的綜合影響，發(fā)生 裂解 或 交聯(lián) ，導(dǎo)致性能變壞的 現(xiàn)象 。 （ 1）穩(wěn)定性 一些含 高聚物不耐水 ， 在酸或堿的催化下會(huì)與水反應(yīng) 。 相對(duì)分子質(zhì)量大的高聚物，鏈間作用力大，不利于其溶解。例如，由淀粉和聚氧乙烯制成的保水材料，吸水重量可達(dá)自重的 4603倍；這些高吸水性的樹(shù)脂已應(yīng)用于農(nóng)業(yè)保濕大棚，制作嬰兒尿不濕、防止土地荒漠化等。 高吸水性樹(shù)脂 含有羥基等 強(qiáng)親水基團(tuán) ，不溶于水，在水中只能溶脹，有驚人的吸水能力。 4．溶解性和保水性 首頁(yè) 上一頁(yè) 下一頁(yè) 末頁(yè) 24 溶劑選擇的原則是 “ 相似相溶 ” ，極性大的高聚物選用極性大的溶劑；極性小的高聚物選用極性小的溶劑。如聚苯乙烯（彩色玩具）可溶于苯或甲苯，有機(jī)玻璃（繪圖直尺）可溶于氯仿或丙酮。 溶解 高分子鏈從凝膠表面分散進(jìn)入溶劑中，溶解形成均一的溶液。 另外，在高聚物中填充導(dǎo)電填料如炭黑、金屬粉、導(dǎo)電纖維等也同樣起到抗靜電的作用。但靜電往往是有害的，例如腈綸纖維起毛球、吸灰塵；粉料在干燥運(yùn)轉(zhuǎn)中會(huì)結(jié)塊等。 高聚物 ε 高聚物 ε 聚四氟乙烯 聚氯乙烯 ~ 聚丙烯 聚甲基丙烯酸甲酯 ~ 低密度聚乙烯 ~ 硅樹(shù)脂 ~ 高密度聚乙烯 ~ 尼龍 66 聚苯乙烯 ~ 酚醛樹(shù)脂 ~ 表 常見(jiàn)高聚物的相對(duì)介電常數(shù) 首頁(yè) 上一頁(yè) 下一頁(yè) 末頁(yè) 22 靜電現(xiàn)象 兩種電性不同的物體相互接觸或磨擦?xí)r，會(huì)有電子的轉(zhuǎn)移而使一物體帶正電荷，另一種物體帶負(fù)電荷的現(xiàn)象。 （ 3） 鏈節(jié)結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng)且有極性基團(tuán)的高聚物 ，如聚氯乙烯，聚酰胺，酚醛樹(shù)指等，可用做低頻或中頻電絕緣材料。 例： 試比較下列高聚物的電絕緣性： 聚四氟乙烯 聚氯乙烯 聚甲基丙烯酸甲酯 3．電絕緣性和抗靜電性 首頁(yè) 上一頁(yè) 下一頁(yè) 末頁(yè) 20 電絕緣材料的高聚物可分為： （ 1） 鏈節(jié)結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)且無(wú)極性基團(tuán) 的高聚物，如聚乙烯，聚四氟乙烯，對(duì)直流電和交流電都絕緣，可用作高頻電絕緣材料。 非極性高聚物 分子鏈節(jié)結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)的高聚物，如聚乙烯，聚四氟乙烯等。 機(jī)械強(qiáng)度 : 高結(jié)晶聚乙烯 低結(jié)晶聚乙烯 強(qiáng)度 ： 芳香尼龍 (如芳綸 1313) 普通尼龍 nCON HC OON H 首頁(yè) 上一頁(yè) 下一頁(yè) 末頁(yè) 19 高分子化合物通常以 共價(jià)鍵 結(jié)合，一般不存在自由電子和離子，因此 高聚物通常是很好的絕緣體 ，可作為絕緣材料。 (5) 主鏈 含苯環(huán) 或側(cè)鏈引入芳環(huán)、雜環(huán)取代基等的高聚物，其強(qiáng)度和剛性比含脂肪族主鏈的高聚物的要高。 強(qiáng)度 ：天然橡膠（ M r=20萬(wàn)） 丁苯橡膠（ M r =4~5萬(wàn)） 拉伸強(qiáng)度 : 聚氯乙烯 (含極性基團(tuán) Cl) 聚乙烯 2．機(jī)械性能 首頁(yè) 上一頁(yè) 下一頁(yè) 末頁(yè) 18 (3) 適度交聯(lián) 有利于增加分子鏈之間的作用力。主要影響因素有： (1) 平均相對(duì)分子質(zhì)量 （或平均聚合度）的增大，有利于增加分子鏈間的作用力，可使拉伸強(qiáng)度與沖擊強(qiáng)度等有所提高。 體型高聚物的分子鏈由于被化學(xué)鍵牢固地交聯(lián)，很難變形，因此，當(dāng)溫度改變時(shí)不會(huì)出現(xiàn)粘流態(tài)，交聯(lián)度大時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)高彈態(tài)，而只呈玻璃態(tài)。它的高低與分子鏈的柔順性和分子鏈間的作用力大小有關(guān)。 （ 2） 塑性 當(dāng) 高聚物 Tg TR ，高聚物處于玻璃態(tài)，用做材料時(shí)可做塑料。 粘流化溫度 由高彈態(tài)向粘流態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度，用 Tf 表示。例如膠粘劑或涂料。高彈態(tài)是高聚物所獨(dú)有的罕見(jiàn)的一種物理形態(tài)，能產(chǎn)生很大形變，除去外力后能可逆恢復(fù)原狀。 高彈態(tài) 鏈節(jié)可以較自由地旋轉(zhuǎn)，但整個(gè)分子鏈不能移動(dòng)。 2．高聚物的聚集態(tài) 聚合物中結(jié)晶性和非結(jié)晶區(qū) 首頁(yè) 上一頁(yè) 下一頁(yè) 末頁(yè) 14 玻璃態(tài) 分子鏈節(jié)或整個(gè)分子鏈無(wú)法產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，高聚物呈現(xiàn)如玻璃體狀的固態(tài)。 從結(jié)晶狀態(tài)來(lái)看，線型結(jié)構(gòu)的高聚物分為 晶態(tài)高聚物 和 非晶態(tài)高聚物 ，或者兩者共存。高分子鏈這種強(qiáng)烈卷曲的傾向稱(chēng)為（分子）鏈的 柔順性 ，它對(duì)高聚物的彈性和塑性等有重要影響。如聚二氯磷腈： S i OC H 3C H 3nP = NC lC ln首頁(yè) 上一頁(yè) 下一頁(yè) 末頁(yè) 12 （ 2） 體形結(jié)構(gòu)的高聚物 分子中無(wú)獨(dú)