物理看世界：探索物質(zhì)科學(xué)的奧秘(ch3高分子)

1、第3章：碳為骨架的高分子世界由于高分子多是由小分子通過聚合反應(yīng)而制得的，因此也常被稱為聚合物或高聚物，用于聚合的小分子則被稱為“單體”。絕大多數(shù)高分子的骨架是碳，分子量在104到106之間。高分子化合物幾乎無揮發(fā)性，常溫下常以固態(tài)或液態(tài)存在。固態(tài)高聚物按其結(jié)構(gòu)形態(tài)可分為晶態(tài)和非晶態(tài)。前者分子排列規(guī)整有序；而后者分子排列無規(guī)則。舉例：纖維素、蛋白質(zhì)、蠶絲、橡膠、淀粉等天然高分子化合物，以及以高聚物為基礎(chǔ)的合成材料，如各種塑料，合成橡膠，合成纖維、涂料與粘接劑等。第3章：碳為骨架的高分子世界高分子聚合物多彩的宏觀形態(tài)第3章：碳為骨架的高分子世界1.天然高分子：糖-淀粉-纖維素；氨基酸-多肽-蛋白質(zhì)

2、；核苷酸-RNA-DNA2.人工合成高分子：加聚、縮聚；線型、體型；熱固性、熱塑性、橡膠3.高分子的宏觀物性3.1 糖、淀粉、纖維素糖：多羥基的醛或酮，因分子通式為Cn(H2O)m，又叫做碳水化合物。糖類之所以重要，與生命循環(huán)相關(guān)。6H2O + 6CO2+ 陽光葉綠素葉綠素呼吸作用呼吸作用C6H12O6（葡萄糖） + 6O2來自太陽的光能，通過光合作來自太陽的光能，通過光合作用以糖類化合物的形式儲(chǔ)存。用以糖類化合物的形式儲(chǔ)存。糖類在生物體內(nèi)氧化則釋放出糖類在生物體內(nèi)氧化則釋放出生物所需的各種形式的能量。生物所需的各種形式的能量。3.1 糖、淀粉、纖維素溶液和晶體中葡萄糖絕大部分溶液和晶體中葡萄

3、糖絕大部分(99.9%)(99.9%)以環(huán)狀半縮以環(huán)狀半縮醛（不脫水）形式存在。醛（不脫水）形式存在。C1C1上的羰基打開，通過上的羰基打開，通過氧連接氧連接C5C5形成飽和的形成飽和的六元環(huán)六元環(huán)。六元環(huán)的糖叫。六元環(huán)的糖叫吡喃吡喃糖糖，五元環(huán)的糖叫，五元環(huán)的糖叫呋喃糖呋喃糖。由于每個(gè)。由于每個(gè)C C原子上原子上OHOH基基和和H H原子的位置互換，可以形成許多的異構(gòu)體。原子的位置互換，可以形成許多的異構(gòu)體。3.1 糖、淀粉、纖維素糖的半縮醛羥基與其它含羥基化合物如醇、酚形成的縮糖的半縮醛羥基與其它含羥基化合物如醇、酚形成的縮醛（脫水）叫糖苷。醛（脫水）叫糖苷。苦杏仁苷，龍膽二糖與苦杏仁腈形

4、苦杏仁苷，龍膽二糖與苦杏仁腈形成的縮醛。有毒，因?yàn)樗饪煞懦龀傻目s醛。有毒，因?yàn)樗饪煞懦鰵淝杷帷ｒ隍嫉闹旅淦?，攻擊時(shí)氫氰酸。蜈蚣的致命武器，攻擊時(shí)分泌酶來水解苦杏仁苷。分泌酶來水解苦杏仁苷。苯基葡萄糖苷苯基葡萄糖苷3.1 糖、淀粉、纖維素兩個(gè)糖分子之間形成縮醛叫二糖，常見的麥芽糖、兩個(gè)糖分子之間形成縮醛叫二糖，常見的麥芽糖、蔗糖、乳糖都是二糖蔗糖、乳糖都是二糖麥芽糖，飴糖的主要成分3.1 糖、淀粉、纖維素多糖，成百上千單糖以糖苷鍵相連組成的聚合體多糖，成百上千單糖以糖苷鍵相連組成的聚合體3.1 糖、淀粉、纖維素不分叉的叫直鏈淀粉。包含大量短分叉不分叉的叫直鏈淀粉。包含大量短分叉（約（約20

5、個(gè)單元）的叫支鏈淀粉。直鏈淀個(gè)單元）的叫支鏈淀粉。直鏈淀粉不粘，好消化。粳米主要是直鏈淀粉，粉不粘，好消化。粳米主要是直鏈淀粉，而糯米主要是支鏈淀粉，小麥介于二者之而糯米主要是支鏈淀粉，小麥介于二者之間。間。3.1 糖、淀粉、纖維素實(shí)際上，直鏈淀粉并不實(shí)際上，直鏈淀粉并不“直直”，而是自然彎曲形成螺，而是自然彎曲形成螺旋，這是旋，這是-1-1，4 4糖苷鍵的特點(diǎn)造成的糖苷鍵的特點(diǎn)造成的( (類似順式結(jié)類似順式結(jié)構(gòu)構(gòu)) )。當(dāng)?shù)夥肿鱼@入螺旋的空隙，可以借助范德華力。當(dāng)?shù)夥肿鱼@入螺旋的空隙，可以借助范德華力形成絡(luò)合物，該絡(luò)合物呈深藍(lán)色。形成絡(luò)合物，該絡(luò)合物呈深藍(lán)色。支鏈淀粉不顯色！支鏈淀粉不顯色！

6、3.1 糖、淀粉、纖維素淀粉糊化俗稱勾芡，是淀粉在60-80度的水中溶脹、分裂形成糊狀液體的過程，本質(zhì)是淀粉分子間氫鍵斷開，分散在水中形成膠體。各類作物淀粉3.1 糖、淀粉、纖維素環(huán)糊精是由環(huán)糊精是由6 6、7 7或或8 8個(gè)葡萄糖形成的寡糖。外層親個(gè)葡萄糖形成的寡糖。外層親水，內(nèi)層疏水，可以包裹一些不溶于水的分子，例水，內(nèi)層疏水，可以包裹一些不溶于水的分子，例如難溶于水的抗癌藥碳鉑。如難溶于水的抗癌藥碳鉑。碳鉑碳鉑3.1 糖、淀粉、纖維素纖維素中，葡萄糖分子間為纖維素中，葡萄糖分子間為-1，4糖苷鍵（糖苷鍵（類似反式結(jié)構(gòu)類似反式結(jié)構(gòu)），形成的高），形成的高分子鏈不會(huì)彎曲。纖維素分子鏈之間分子

7、鏈不會(huì)彎曲。纖維素分子鏈之間可以借助氫鍵形成交聯(lián)，形成堅(jiān)硬的可以借助氫鍵形成交聯(lián)，形成堅(jiān)硬的不溶于水的纖維狀聚合物。不溶于水的纖維狀聚合物。纖維二糖纖維二糖3.1 糖、淀粉、纖維素纖維素是植物細(xì)胞壁的主要成分。麻、麥稈、稻草、纖維素是植物細(xì)胞壁的主要成分。麻、麥稈、稻草、甘蔗渣等，都是纖維素的豐富來源。纖維素是重要的甘蔗渣等，都是纖維素的豐富來源。纖維素是重要的造紙?jiān)稀４送?，以纖維素為原料的產(chǎn)品如人造絲、造紙?jiān)?。此外，以纖維素為原料的產(chǎn)品如人造絲、人造棉、玻璃紙、無煙火藥、火膠棉、賽璐珞等廣泛人造棉、玻璃紙、無煙火藥、火膠棉、賽璐珞等廣泛用于紡織、塑料、炸藥、電工及科研器材等方面。用于紡織

8、、塑料、炸藥、電工及科研器材等方面。3.1 糖、淀粉、纖維素淀粉酶不能水解淀粉酶不能水解-1-1，4 4糖苷鍵，糖苷鍵，因此纖維素雖然由葡萄糖組成，因此纖維素雖然由葡萄糖組成，但不能成為營養(yǎng)。但不能成為營養(yǎng)。 人體每天攝入充足的纖維素，可以人體每天攝入充足的纖維素，可以減少熱量吸收，達(dá)到瘦身效果。但減少熱量吸收，達(dá)到瘦身效果。但如果攝入過多，很可能影響其他營如果攝入過多，很可能影響其他營養(yǎng)素如鈣、鐵、鋅、葉酸的吸收，養(yǎng)素如鈣、鐵、鋅、葉酸的吸收，甚至產(chǎn)生脹氣、腹瀉等副作用。所甚至產(chǎn)生脹氣、腹瀉等副作用。所以采用高纖減肥法時(shí)，別忘了另外以采用高纖減肥法時(shí)，別忘了另外補(bǔ)充些礦物質(zhì)和維他命。補(bǔ)充些礦

9、物質(zhì)和維他命。 食草動(dòng)物腸道內(nèi)共生的微生物，可以分泌水解食草動(dòng)物腸道內(nèi)共生的微生物，可以分泌水解-1-1，4 4糖苷鍵的酶，因此可以纖維素為食。兔糖苷鍵的酶，因此可以纖維素為食。兔子喜歡吃自己的軟便，因?yàn)槲⑸锇l(fā)酵會(huì)生成維子喜歡吃自己的軟便，因?yàn)槲⑸锇l(fā)酵會(huì)生成維生素生素B B、K K，以及未消化的蛋白質(zhì)，營養(yǎng)相當(dāng)豐富。，以及未消化的蛋白質(zhì)，營養(yǎng)相當(dāng)豐富。3.1 糖、淀粉、纖維素甲殼素，幾丁質(zhì)（甲殼素，幾丁質(zhì)（-聚聚-N-乙酰葡糖乙酰葡糖胺胺 ），廣泛存在于節(jié)肢動(dòng)物蝦、蟹、），廣泛存在于節(jié)肢動(dòng)物蝦、蟹、昆蟲昆蟲 ，軟體動(dòng)物蝸牛、牡蠣、烏賊等，軟體動(dòng)物蝸牛、牡蠣、烏賊等，也存在于動(dòng)物的關(guān)節(jié)、蹄、

10、足的堅(jiān)硬也存在于動(dòng)物的關(guān)節(jié)、蹄、足的堅(jiān)硬部分。部分。甲克素天然甲克素天然纖維服裝纖維服裝3.1 糖、淀粉、纖維素硝化纖維，纖維素中羥基與硝酸成的酯。硝化纖維，纖維素中羥基與硝酸成的酯。硝化程度高的為火棉，是無煙火藥的主硝化程度高的為火棉，是無煙火藥的主要原料要原料1890年代初，歐洲國家的軍用步槍年代初，歐洲國家的軍用步槍彈基本上從大口徑黑火藥槍彈演變?yōu)閺椈旧蠌拇罂趶胶诨鹚帢審椦葑優(yōu)檩^小口徑無煙火藥槍彈。馬克沁重機(jī)較小口徑無煙火藥槍彈。馬克沁重機(jī)槍也是因?yàn)槭褂昧藷o煙火藥才具有實(shí)槍也是因?yàn)槭褂昧藷o煙火藥才具有實(shí)用的價(jià)值。用的價(jià)值。 3.1 糖、淀粉、纖維素含氮量低的硝化纖維叫膠棉含氮量低的硝化

11、纖維叫膠棉，其乙醇，其乙醇-乙醚乙醚溶液稱為火棉膠，涂在物體表面上溶劑迅溶液稱為火棉膠，涂在物體表面上溶劑迅速蒸發(fā)，留下一層不漏水的堅(jiān)韌薄膜，常速蒸發(fā)，留下一層不漏水的堅(jiān)韌薄膜，常用于封瓶口。用于封瓶口。賽璐珞，即硝化纖維塑料賽璐珞，即硝化纖維塑料，由膠棉（低氮含量的硝化，由膠棉（低氮含量的硝化纖維）和增塑劑（主要是樟腦）、潤滑劑、染料等加纖維）和增塑劑（主要是樟腦）、潤滑劑、染料等加工制成。透明，可以染成各種顏色，容易燃燒。用來工制成。透明，可以染成各種顏色，容易燃燒。用來制造玩具、文具等。舊稱假象牙。制造玩具、文具等。舊稱假象牙。 3.1 糖、淀粉、纖維素纖維素中的羥基與乙酸在催化劑作用下

12、形纖維素中的羥基與乙酸在催化劑作用下形成的酯稱醋酸纖維，是一種成的酯稱醋酸纖維，是一種熱塑性樹脂熱塑性樹脂。其丙酮溶液經(jīng)細(xì)孔噴出揮發(fā)后形成人造絲，其丙酮溶液經(jīng)細(xì)孔噴出揮發(fā)后形成人造絲，也用于制造電影膠片。也用于制造電影膠片。3.1 糖、淀粉、纖維素3.2 氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)氨基酸氨基酸（amino acidamino acid）：含有氨基和羧）：含有氨基和羧基的一類有機(jī)化合物的通稱。生物功能基的一類有機(jī)化合物的通稱。生物功能大分子蛋白質(zhì)的基本組成單位，是構(gòu)成大分子蛋白質(zhì)的基本組成單位，是構(gòu)成動(dòng)物營養(yǎng)所需蛋白質(zhì)的基本物質(zhì)。氨基動(dòng)物營養(yǎng)所需蛋白質(zhì)的基本物質(zhì)。氨基連在連在-碳上的為碳上的為-氨基酸

13、。組成蛋白氨基酸。組成蛋白質(zhì)的氨基酸均為質(zhì)的氨基酸均為-氨基酸。氨基酸。 不同的氨基酸其味不同，有的無味，有不同的氨基酸其味不同，有的無味，有的味甜，有的味苦，有的味鮮。氨基酸的味甜，有的味苦，有的味鮮。氨基酸是無色結(jié)晶，易溶于水、稀酸或稀堿，是無色結(jié)晶，易溶于水、稀酸或稀堿，不能溶于非極性有機(jī)溶劑。加熱至熔點(diǎn)不能溶于非極性有機(jī)溶劑。加熱至熔點(diǎn)（一般（一般200200C C以上以上）則分解。這些性質(zhì)與）則分解。這些性質(zhì)與一般的有機(jī)物有很大的不同。一般的有機(jī)物有很大的不同。 3.2 氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)幾種常見氨基酸幾種常見氨基酸3.2 氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)氨基酸分子間通過胺基氨基酸分子間通過胺

14、基與羧基的失水反應(yīng)聚合，與羧基的失水反應(yīng)聚合，稱為二肽、三肽、多肽稱為二肽、三肽、多肽等。肽鍵是很堅(jiān)固的共等。肽鍵是很堅(jiān)固的共價(jià)鍵。價(jià)鍵。加水分解加水分解脫水聚合脫水聚合肽鍵肽鍵N個(gè)不同的氨基酸成肽有個(gè)不同的氨基酸成肽有N！種排列方式！種排列方式！3.2 氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)多肽都具有重要的生理作用（激素類物質(zhì)），如谷胱甘肽多肽都具有重要的生理作用（激素類物質(zhì)），如谷胱甘肽參與細(xì)胞內(nèi)氧化還原，催產(chǎn)素是參與細(xì)胞內(nèi)氧化還原，催產(chǎn)素是8個(gè)氨基酸的多肽，胰島個(gè)氨基酸的多肽，胰島素是素是51個(gè)氨基酸的多肽。英國生物化學(xué)家桑格用了個(gè)氨基酸的多肽。英國生物化學(xué)家桑格用了5年，年，在在1953年最終確定牛胰島

15、素的結(jié)構(gòu)，獲年最終確定牛胰島素的結(jié)構(gòu)，獲1958年諾貝爾化年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。中國科學(xué)家團(tuán)隊(duì)學(xué)獎(jiǎng)。中國科學(xué)家團(tuán)隊(duì)1965年人工合成牛胰島素。年人工合成牛胰島素。3.2 氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)是分子量蛋白質(zhì)是分子量1萬以上的多肽。氨基酸的序列和立萬以上的多肽。氨基酸的序列和立體結(jié)構(gòu)構(gòu)成了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu)構(gòu)成了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定了它的功能。決定了它的功能。 一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)：氨基酸的排列順序稱為蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)。：氨基酸的排列順序稱為蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)。二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)分子中肽鏈按一定的規(guī)律卷曲（如：蛋白質(zhì)分子中肽鏈按一定的規(guī)律卷曲（如-螺旋結(jié)構(gòu)）或折

16、疊（如螺旋結(jié)構(gòu)）或折疊（如-折疊結(jié)構(gòu)）。折疊結(jié)構(gòu)）。三級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)：在二級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步形成更復(fù)雜的三級(jí)結(jié)構(gòu)。：在二級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步形成更復(fù)雜的三級(jí)結(jié)構(gòu)。四級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)：具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈的聚集體。：具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈的聚集體。血紅蛋白的血紅蛋白的四級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)血紅素分子是一個(gè)具有卟血紅素分子是一個(gè)具有卟啉結(jié)構(gòu)的小分子，在卟啉啉結(jié)構(gòu)的小分子，在卟啉分子中心，由卟啉中四個(gè)分子中心，由卟啉中四個(gè)吡咯環(huán)上的氮原子與一個(gè)吡咯環(huán)上的氮原子與一個(gè)亞鐵離子配位結(jié)合亞鐵離子配位結(jié)合 3.2 氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)蠶絲蠶絲是熟蠶結(jié)繭時(shí)所分泌絲液凝固而成的連續(xù)是熟蠶結(jié)繭時(shí)所分泌絲液凝固而成的連續(xù)長纖維，是人類利用

17、最早的動(dòng)物纖維之一。蠶長纖維，是人類利用最早的動(dòng)物纖維之一。蠶絲制品輕便、透氣、舒適、美觀。絲制品輕便、透氣、舒適、美觀。3.2 氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)蜘蛛絲蜘蛛絲，力學(xué)強(qiáng)度很高的蛋白質(zhì)纖維。最，力學(xué)強(qiáng)度很高的蛋白質(zhì)纖維。最早用作望遠(yuǎn)鏡、槍炮觀瞄系統(tǒng)中的十字準(zhǔn)早用作望遠(yuǎn)鏡、槍炮觀瞄系統(tǒng)中的十字準(zhǔn)線。通過轉(zhuǎn)基因工程在羊奶里獲得蜘蛛絲線。通過轉(zhuǎn)基因工程在羊奶里獲得蜘蛛絲蛋白，紡成的人造絲稱為蛋白，紡成的人造絲稱為“生物鋼生物鋼”，強(qiáng)，強(qiáng)度比鋼高度比鋼高5 5倍，用于制造高級(jí)防彈衣倍，用于制造高級(jí)防彈衣 以及以及飛行器、坦克、雷達(dá)、衛(wèi)星等裝備的防護(hù)飛行器、坦克、雷達(dá)、衛(wèi)星等裝備的防護(hù)罩罩 3.2 氨基

18、酸、多肽、蛋白質(zhì)皮革皮革是經(jīng)脫毛和鞣制等物理、化學(xué)是經(jīng)脫毛和鞣制等物理、化學(xué)加工所得到的已經(jīng)變性不易腐爛的加工所得到的已經(jīng)變性不易腐爛的動(dòng)物皮，是由天然蛋白質(zhì)纖維在三動(dòng)物皮，是由天然蛋白質(zhì)纖維在三維空間緊密編織構(gòu)成的，其表面有維空間緊密編織構(gòu)成的，其表面有一種特殊的粒面層，具有自然的粒一種特殊的粒面層，具有自然的粒紋和光澤，手感舒適紋和光澤，手感舒適。 3.3 核苷酸、DNA嘌呤嘌呤，嘧啶和咪唑并聯(lián)的稠環(huán)化合物。嘌呤和嘧啶是核酸的重要組成成分。人體內(nèi)嘌呤氧化生成尿酸，尿酸過高會(huì)引起痛風(fēng)。 嘧啶嘧啶，六元含氮雜環(huán)化合物芳香性化合物 咪唑咪唑，五元含氮雜環(huán)芳香性有機(jī)化合物 尿酸尿酸，在關(guān)節(jié)膜里結(jié)晶

19、并形成炎癥，稱為痛風(fēng)，舟山地方病。3.3 核苷酸、DNA核苷酸，核苷酸，由嘌呤堿或嘧啶堿、核糖或脫氧核糖以及磷酸三種物質(zhì)由嘌呤堿或嘧啶堿、核糖或脫氧核糖以及磷酸三種物質(zhì)組成的化合物。戊糖與有機(jī)堿合成核苷，核苷與磷酸合成核苷酸，組成的化合物。戊糖與有機(jī)堿合成核苷，核苷與磷酸合成核苷酸，5 5種核苷酸組成核酸。核苷酸主要參與構(gòu)成核酸，許多單核苷酸種核苷酸組成核酸。核苷酸主要參與構(gòu)成核酸，許多單核苷酸也具有重要的生物功能，如三磷酸腺苷）、脫氫輔酶也具有重要的生物功能，如三磷酸腺苷）、脫氫輔酶 3.3 核苷酸、DNA 單磷酸腺苷AMP 二磷酸腺苷ADP 三磷酸腺苷ATP 單磷酸鳥苷GMP 二磷酸鳥苷G

20、DP 三磷酸鳥苷GTP嘌呤為堿基的核苷酸嘌呤為堿基的核苷酸 單磷酸胸苷TMP 二磷酸胸苷TDP 三磷酸胸苷TTP 單磷酸尿苷UMP 二磷酸尿苷UDP 三磷酸尿苷UTP 單磷酸胞苷CMP 二磷酸胞苷CDP 三磷酸胞苷CTP嘧啶作嘧啶作為堿基為堿基的核苷的核苷酸酸3.3 核苷酸、DNA核酸是由單磷酸的核苷酸，核酸是由單磷酸的核苷酸，通過戊糖的通過戊糖的C3C3和和C5C5與磷酸成與磷酸成酯，而相互連結(jié)的產(chǎn)物。酯，而相互連結(jié)的產(chǎn)物。DNARNA3.3 核苷酸、DNA兩個(gè)長鏈脫氧核糖核兩個(gè)長鏈脫氧核糖核酸分子，之間配對的酸分子，之間配對的堿基以氫鍵連接，形堿基以氫鍵連接，形成牢固的雙螺旋結(jié)構(gòu)。成牢固的

21、雙螺旋結(jié)構(gòu)。3.4 人工合成高分子高分子鏈的組成：高分子鏈的組成：1.1.碳鏈高分子碳鏈高分子：-C-C-C-C-C-C-C-C-或或-C-C=C-C-C-C=C-C-等，如聚等，如聚烯烴，聚二烯烴等。烯烴，聚二烯烴等。2.2.雜鏈高分子雜鏈高分子：-C-C-0-C-C-C-C-0-C-C-，-C-C-N-C-C-C-C-N-C-C-，- -C-Si-C-C-Si-C-，雜原子大大改善性能。如氧增強(qiáng)分，雜原子大大改善性能。如氧增強(qiáng)分子鏈的柔性，磷和氯提高耐火耐熱性；氟提高子鏈的柔性，磷和氯提高耐火耐熱性；氟提高化學(xué)穩(wěn)定性。如聚酯、聚酰胺、聚醚、環(huán)氧樹化學(xué)穩(wěn)定性。如聚酯、聚酰胺、聚醚、環(huán)氧樹脂。

22、脂。3.3.元素有機(jī)高分子元素有機(jī)高分子：主鏈為無機(jī)元素，如：主鏈為無機(jī)元素，如-O-Si-O-Si-O-Si-O-O-Si-O-，側(cè)基為有機(jī)基團(tuán)。，側(cè)基為有機(jī)基團(tuán)。3.4 人工合成高分子高分子鏈的柔順性：高分子鏈的柔順性：1.1.主鏈結(jié)構(gòu)主鏈結(jié)構(gòu)：主鏈完全單鍵組成的柔順性好。常見三：主鏈完全單鍵組成的柔順性好。常見三大單鍵主鏈中大單鍵主鏈中Si-OSi-O鍵柔順性最好，鍵柔順性最好，C-OC-O次之，次之，C-CC-C鍵鍵最差。主鏈含芳雜環(huán)則不能旋轉(zhuǎn)，柔順性很低但剛最差。主鏈含芳雜環(huán)則不能旋轉(zhuǎn)，柔順性很低但剛性好、耐高溫，如聚碳酸酯。但主鏈含孤立雙鍵時(shí)，性好、耐高溫，如聚碳酸酯。但主鏈含孤立

23、雙鍵時(shí)，因側(cè)基減少反而柔順性加大如聚氯丁二烯因側(cè)基減少反而柔順性加大如聚氯丁二烯-CH2-CH2-CCl=CH-CH2-CCl=CH-CH2-是橡膠，而聚氯乙烯是橡膠，而聚氯乙烯-CH2-CHCl-CH2-CHCl-是是堅(jiān)硬的塑料。堅(jiān)硬的塑料。2.2.側(cè)基性質(zhì)側(cè)基性質(zhì)：極性側(cè)基使分子間作用力增大，內(nèi)旋受：極性側(cè)基使分子間作用力增大，內(nèi)旋受阻柔順性下降如聚丙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈柔順阻柔順性下降如聚丙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈柔順性依次遞減。側(cè)基體積大柔順性也降低，如聚苯乙性依次遞減。側(cè)基體積大柔順性也降低，如聚苯乙烯。另外側(cè)基對稱時(shí)柔順性好，非對稱者柔順性差。烯。另外側(cè)基對稱時(shí)柔順性好，非對稱者柔

24、順性差。3.4 人工合成高分子高分子材料有明顯區(qū)別的性能特點(diǎn)：高分子材料有明顯區(qū)別的性能特點(diǎn)：1. 1. 彈性模量和強(qiáng)度都比較低彈性模量和強(qiáng)度都比較低，且力學(xué)性能對溫度和時(shí)間，且力學(xué)性能對溫度和時(shí)間十分敏感，室溫下就有明顯的蠕變和應(yīng)力松弛現(xiàn)象。十分敏感，室溫下就有明顯的蠕變和應(yīng)力松弛現(xiàn)象。2. 2. 高分子材料從液態(tài)凝固后多呈高分子材料從液態(tài)凝固后多呈非晶態(tài)非晶態(tài)，只有極少數(shù)結(jié)，只有極少數(shù)結(jié)構(gòu)簡單、對稱性高的高分子可得到晶體，但也不能達(dá)到構(gòu)簡單、對稱性高的高分子可得到晶體，但也不能達(dá)到100%100%晶體。表征溫度性能用玻璃化溫度晶體。表征溫度性能用玻璃化溫度TgTg，一般，一般0.75-10

25、.75-1個(gè)個(gè)TgTg時(shí)剛硬，只能發(fā)生彈性形變，以上則發(fā)生粘彈性形時(shí)剛硬，只能發(fā)生彈性形變，以上則發(fā)生粘彈性形變，再高則發(fā)生黏性流動(dòng)。變，再高則發(fā)生黏性流動(dòng)。3. 3. 容易老化容易老化，如橡膠變脆、龜裂、變軟和發(fā)粘；塑料褪，如橡膠變脆、龜裂、變軟和發(fā)粘；塑料褪色、開裂等。老化的原因是分子鏈降解或交聯(lián)。色、開裂等。老化的原因是分子鏈降解或交聯(lián)。4. 4. 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：原料豐富成本低廉；密度小重量輕；化學(xué)穩(wěn)定：原料豐富成本低廉；密度小重量輕；化學(xué)穩(wěn)定好耐酸堿；絕緣性好；耐磨；光學(xué)性能好（透明、透紫好耐酸堿；絕緣性好；耐磨；光學(xué)性能好（透明、透紫外）外）3.4 人工合成高分子按合成方式分類按合成方式

26、分類：加聚反應(yīng)（聚烯烴）、縮聚反應(yīng)（酚：加聚反應(yīng)（聚烯烴）、縮聚反應(yīng)（酚醛樹脂、聚酯、環(huán)氧樹脂、聚砜）。醛樹脂、聚酯、環(huán)氧樹脂、聚砜）。按高分子幾何構(gòu)型分類：按高分子幾何構(gòu)型分類：線型線型（包括直鏈、支鏈型結(jié)（包括直鏈、支鏈型結(jié)構(gòu)）；構(gòu)）；體型體型（網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)）。（網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)）。按聚合物熱行為分類按聚合物熱行為分類：熱塑性（受熱時(shí)軟化，具有線型熱塑性（受熱時(shí)軟化，具有線型結(jié)構(gòu)）、結(jié)構(gòu)）、熱固性（初次加熱軟化，加入固化劑后成型，熱固性（初次加熱軟化，加入固化劑后成型，重復(fù)加熱不再軟化，一般具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)）重復(fù)加熱不再軟化，一般具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)）、橡膠（粘彈橡膠（粘彈體，線性結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成少量交聯(lián)）體，線

27、性結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成少量交聯(lián)）3.4 人工合成高分子熱塑性塑料熱塑性塑料：玻璃化溫度以上，線型分子鏈之間氫鍵和范德華鍵：玻璃化溫度以上，線型分子鏈之間氫鍵和范德華鍵遭破壞，分子繞單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)形成無窮構(gòu)象變化，先后發(fā)生皮革、遭破壞，分子繞單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)形成無窮構(gòu)象變化，先后發(fā)生皮革、橡膠狀的粘彈性變化，總伴有粘性流動(dòng)，當(dāng)力作用時(shí)間稍長就產(chǎn)橡膠狀的粘彈性變化，總伴有粘性流動(dòng)，當(dāng)力作用時(shí)間稍長就產(chǎn)生永久變形，因此不能做橡膠用。生永久變形，因此不能做橡膠用。橡膠橡膠：1.1.要求分子量要很大（即分子鏈很長才能柔軟）；要求分子量要很大（即分子鏈很長才能柔軟）；2.2.玻璃玻璃化溫度要遠(yuǎn)低于室溫，否則在室溫下

28、將變得硬脆（天然橡膠，聚化溫度要遠(yuǎn)低于室溫，否則在室溫下將變得硬脆（天然橡膠，聚氯乙烯、聚苯乙烯的氯乙烯、聚苯乙烯的TgTg分別是分別是-73-73C C, 87, 87C, 100C, 100C C）；）；3. 3. 線型分線型分子鏈之間需要少量交聯(lián)（如子鏈之間需要少量交聯(lián)（如C-S-CC-S-C共價(jià)鍵連接），以保證在很大變共價(jià)鍵連接），以保證在很大變形時(shí)也能彈性恢復(fù)，一般主鏈上每隔幾百個(gè)碳原子有一個(gè)交聯(lián)就形時(shí)也能彈性恢復(fù)，一般主鏈上每隔幾百個(gè)碳原子有一個(gè)交聯(lián)就夠了，太多會(huì)使橡膠變硬脆失去彈性。夠了，太多會(huì)使橡膠變硬脆失去彈性。熱固性塑料熱固性塑料：較低分子量的高分子與固化劑混合，發(fā)生聚合反

29、應(yīng)：較低分子量的高分子與固化劑混合，發(fā)生聚合反應(yīng)強(qiáng)烈交聯(lián)構(gòu)成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，實(shí)際上是一個(gè)化學(xué)鍵固結(jié)起來的大強(qiáng)烈交聯(lián)構(gòu)成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，實(shí)際上是一個(gè)化學(xué)鍵固結(jié)起來的大分子。性質(zhì)十分穩(wěn)定，耐熱性和剛性強(qiáng)，但彈性低脆性大，并且分子。性質(zhì)十分穩(wěn)定，耐熱性和剛性強(qiáng)，但彈性低脆性大，并且成型后不能再改變，因此不能象熱塑性塑料一樣回收利用。成型后不能再改變，因此不能象熱塑性塑料一樣回收利用。3.4.1 熱塑性塑料常見熱塑性塑料：常見熱塑性塑料：聚乙烯聚乙烯 PE PE 聚丙烯聚丙烯 PP PP 聚苯乙烯聚苯乙烯 PS PS 聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA PMMA 聚氯乙烯聚氯乙烯 PVC PVC

30、尼龍尼龍 Nylon Nylon 聚碳酸酯聚碳酸酯 PC PC 聚氨酯聚氨酯 PU PU 聚四氟乙烯（特富龍）聚四氟乙烯（特富龍）PTFE PTFE 聚對苯二甲酸乙二醇酯聚對苯二甲酸乙二醇酯 PET PET 聚甲醛聚甲醛 POMPOM 3.4.1 熱塑性塑料聚酯（聚酯（PolyesterPolyester）是一類在其主鏈上含有酯基官能團(tuán)的聚合物。雖然聚酯有很多種，但是“聚酯”通常指的是聚對苯二甲酸乙二聚對苯二甲酸乙二酯（酯（Polyethylene terephthalate ,PETPET）。天然聚酯如植物角質(zhì)層角質(zhì)天然聚酯。PET是生活中常見的一種熱塑性塑料，具有優(yōu)良的堅(jiān)韌性，拉伸、抗沖擊

31、強(qiáng)度、耐磨性，電絕緣性、耐酸堿。PET可紡成聚酯纖維（滌綸） ，可制成錄音、錄像、電影膠片等的基片、絕緣膜、產(chǎn)品包裝等，作為塑料可吹制成各種瓶，如可樂瓶、礦泉水瓶等 ，可作為電器零部件、軸承、齒輪等 。3.4.1 熱塑性塑料PET3.4.1 熱塑性塑料聚乙烯聚乙烯（polyethylenepolyethylene，PE）是日常生活中最常用的高分子材料之一，大量用于制造塑料袋，塑料薄膜，瓶、桶等容器的產(chǎn)品，也是白色污染的主要原因?；窘Y(jié)構(gòu)為無交聯(lián)的單鏈高密度聚乙烯高密度聚乙烯（HDPEHDPE，塑膠分類標(biāo)志代碼2 ）又稱低壓聚乙烯，因?yàn)樵诘蛪合律a(chǎn)，含有較多長鏈，因此密度高。主要用于制造各種注塑

32、、吹塑和擠出成型制品。 低密度聚乙烯低密度聚乙烯（LDPE，代碼是4 ）通常使用高溫高壓下的自由基聚合生成，因含有許多支鏈妨礙了分子鏈的整齊排布，密度較低。3.4.1 熱塑性塑料聚氯乙烯聚氯乙烯（P PolyV Vinyl C Chloride，PVCPVC）,最大特點(diǎn)是阻燃，因此被廣泛用于防火應(yīng)用。但是聚氯乙烯在高溫下的燃燒過程中會(huì)釋放出氯化氫、氯氣和其他有毒氣體。 塑鋼門窗，PVC+鋼龍骨3.4.1 熱塑性塑料聚丙烯聚丙烯（PolypropylenePolypropylene，PPPP），半結(jié)晶的熱塑性塑料，常見的高分子材料之一，結(jié)構(gòu)、性能與聚乙烯接近。由于甲基側(cè)枝的影響容易老化。無毒、無

33、味，密度小，強(qiáng)度、剛度、硬度耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯,可在100左右使用。具有良好的電絕緣性且不受濕度影響，但低溫時(shí)變脆，不耐磨、易老化。適于制作一般機(jī)械零件、耐腐蝕零件和絕緣零件。常見的酸、堿等有機(jī)溶劑對它幾乎不起作用，可用于食具。 無規(guī)立構(gòu)間規(guī)立構(gòu)等規(guī)立構(gòu)等規(guī)立構(gòu)3.4.1 熱塑性塑料聚苯乙烯聚苯乙烯（PolystyrenePolystyrene，PSPS）是一種無色透明的熱塑性塑料。具有高于攝氏100度的玻璃轉(zhuǎn)化溫度，因此經(jīng)常被用來制作各種需要承受開水的溫度的一次性容器，以及一次性泡沫飯盒等。 3.4.1 熱塑性塑料聚碳酸酯聚碳酸酯（Polycarbonate, PC）是一種無色透明的常用

34、熱塑性材料。其名稱來源于其內(nèi)部的CO3基團(tuán)。用于CD/VCD光盤，桶裝水瓶，奶瓶，防彈玻璃，樹脂鏡片、車頭燈罩、動(dòng)物籠子、頭盔面罩，手機(jī)外殼等。聚碳酸酯制成的容器在高溫或堿性環(huán)境下會(huì)釋放雙酚A（內(nèi)分泌干擾素，影響生殖系統(tǒng) ），逐漸不被用于食品行業(yè)。聚碳酸酯回收碼是7（屬于其它類，不可回收再用）。雙酚A氯代甲醛聚碳酸酯3.4.1 熱塑性塑料聚甲醛聚甲醛（Polyoxymethylene，POMPOM），又稱聚氧化亞甲基聚氧化亞甲基、聚縮醛聚縮醛，聚甲醛是無側(cè)鏈、高密度、高結(jié)晶性的線性聚合物，可在-40-100C溫度范圍內(nèi)長期使用。表面光滑有光澤、硬而致密、耐磨、耐油、耐氧化、不吸水，但不耐酸、堿

35、和紫外線。在熱塑性工程塑料中是最堅(jiān)韌的，拉伸強(qiáng)度達(dá)70MPa，適用于小齒輪、緊固件、刀柄、鎖定器、槍械、軸承，閥門、杠桿、動(dòng)力工具、假肢、拉鏈、開關(guān)、鍵盤、按鈕等承力部件。3.4.1 熱塑性塑料聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯（PMMAPMMA、AcrylicAcrylic），即壓克力壓克力或有機(jī)玻璃有機(jī)玻璃。透明度高，價(jià)格低，易于機(jī)械加工等優(yōu)點(diǎn)，是常用的玻璃替代材料。聚甲酯的單體為甲基丙烯酸甲酯（MMAMMA，壓克力單體）。3.4.1 熱塑性塑料尼龍尼龍6666，是聚酰胺聚酰胺的一種，由己二胺和己二酸聚合而成，是第一種完全人造的纖維。與蛋白質(zhì)不同的是尼龍中酰胺的方向也不斷交替。聚酰胺主要用于

36、合成纖維，其最突出的優(yōu)點(diǎn)是耐磨性高于其他所有纖維，比棉花高10倍，比羊毛高20倍，在混紡織物中加入一些聚酰胺纖維，可大大提高其耐磨性；能經(jīng)受上萬次折撓而不斷裂。但聚酰胺纖維的耐熱性和耐光性較差，保持性也不佳，做成的衣服不如滌綸挺括。 另一種常見的是尼龍尼龍6 6（聚己（聚己內(nèi)酰胺）內(nèi)酰胺），紡成的纖維稱為錦綸。民用制作彈力絲襪、紗巾、蚊帳；工業(yè)用于或輪胎簾子線、纜繩、傳送帶、帳篷、漁網(wǎng)；國防主要用作降落傘及其他軍用織物。 3.4.1 熱塑性塑料聚胺酯（聚胺酯（PolyurethanePolyurethane，PUPU）是指主鏈中含有氨基甲酸酯特征單元的高分子材料。廣泛用于黏合劑，涂層，低速輪胎

37、，墊圈，車墊、鞋底、履帶襯底和田徑跑道等需要耐磨、減震的場合。被用來制造各種泡沫和海綿，因?qū)嵯禂?shù)小被廣泛用于汽車、冰箱腔體的填充，也作為墻體內(nèi)層保溫涂料（需加入阻燃劑）。PU皮，超纖皮皮，超纖皮3.4.1 熱塑性塑料聚四氟乙烯聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethene，PTFE，塑料王），具有抗酸堿、抗各種有機(jī)溶劑的特點(diǎn)，幾乎不溶于所有的溶劑。同時(shí)，聚四氟乙烯具有耐高溫的特點(diǎn)，它的摩擦系數(shù)極低，所以可作潤滑作用之余，亦成為了不沾鍋和水管內(nèi)層的理想涂料。 3.4.1 熱塑性塑料聚苯醚聚苯醚（Polyphenylene Oxide ，PPO），具有優(yōu)良的綜合性能。最大的特點(diǎn)是在長期負(fù)

38、荷下，具有優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性和突出的電絕緣性，可在127121范圍內(nèi)長期使用。耐水、耐蒸汽、有較高的拉伸強(qiáng)度和抗沖強(qiáng)度、耐磨性和絕緣性能。用于代替不銹鋼制造外科醫(yī)療器械，工業(yè)中可制作齒輪、葉片、管道、閥門、螺釘、緊固件、連接件、線圈骨架、印刷電路板等。 另外，聚苯硫醚PPS也具有相似的性質(zhì)3.4.1 熱塑性塑料衡量材料力學(xué)性能的指標(biāo)：1.1. 彈性模量彈性模量：E= E= / /, 其中 為應(yīng)力（單位面積上的張力、或壓力、剪切力，單位為Pa）；為應(yīng)變（表示材料變形程度的無量綱數(shù)，比如= =伸長量/原長）；彈性模量的單位是Pa。2.2. 屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度：材料產(chǎn)生永久形變之前所能夠承受的最大應(yīng)力，

39、超過屈服強(qiáng)度材料將發(fā)生不可恢復(fù)的變形，如蠕動(dòng)、潰縮甚至斷裂。屈服強(qiáng)度的單位是Pa。3. 彈性模量越大，材料越“硬”；彈性模量越小，材料越“軟”。4. 屈服強(qiáng)度越大，材料越“強(qiáng)”；屈服強(qiáng)度越小，材料越“弱”。5. 彈性模量與屈服強(qiáng)度衡量不同的力學(xué)屬性，二者之間沒有直接聯(lián)系。3.4.1 熱塑性塑料某金屬材料的應(yīng)力某金屬材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，實(shí)際上應(yīng)變曲線，實(shí)際上a點(diǎn)以上材料就開始屈服點(diǎn)以上材料就開始屈服屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度斜率為彈性模量斜率為彈性模量3.4.1 熱塑性塑料作為典型的金屬材料，作為典型的金屬材料，低碳鋼的彈性模量約低碳鋼的彈性模量約200GPa200GPa，屈服屈服強(qiáng)度約強(qiáng)度約200MP

40、a200MPa。高性能合金鋼的屈服強(qiáng)度可以達(dá)到。高性能合金鋼的屈服強(qiáng)度可以達(dá)到800-800-1000MPa1000MPa（潛艇用鋼），但彈性模量基本不變。（潛艇用鋼），但彈性模量基本不變。而熱塑性塑料，如高密度聚乙烯的彈性模量約而熱塑性塑料，如高密度聚乙烯的彈性模量約20GPa20GPa，聚苯，聚苯乙烯乙烯70GPa70GPa；拉伸屈服強(qiáng)度聚甲醛和尼龍能達(dá)到約；拉伸屈服強(qiáng)度聚甲醛和尼龍能達(dá)到約60MPa60MPa，而聚乙烯最多只有而聚乙烯最多只有30MPa30MPa左右。左右。可見一般的高分子材料，力學(xué)性能比起最普通的金屬還是可見一般的高分子材料，力學(xué)性能比起最普通的金屬還是差多了。但是，考

41、慮到高分子材料比鋼輕得多，又耐腐蝕，差多了。但是，考慮到高分子材料比鋼輕得多，又耐腐蝕，價(jià)格有便宜，因此還是得到了非常廣泛的應(yīng)用。價(jià)格有便宜，因此還是得到了非常廣泛的應(yīng)用。3.4.1 熱塑性塑料高分子鏈本身是共價(jià)鍵結(jié)合，理論上應(yīng)該有很大的強(qiáng)度（聚乙烯屈服高分子鏈本身是共價(jià)鍵結(jié)合，理論上應(yīng)該有很大的強(qiáng)度（聚乙烯屈服強(qiáng)度理論值強(qiáng)度理論值19GPa19GPa，實(shí)際只有，實(shí)際只有30MPa30MPa）。高強(qiáng)度要求分子鏈盡量平行緊）。高強(qiáng)度要求分子鏈盡量平行緊密排列，而實(shí)際高分子鏈卻有大量折疊。使用冷拔工藝、或者利用凝密排列，而實(shí)際高分子鏈卻有大量折疊。使用冷拔工藝、或者利用凝膠紡絲技術(shù)，可以大大降低分

42、子鏈的纏結(jié)，得到膠紡絲技術(shù)，可以大大降低分子鏈的纏結(jié)，得到抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度26GPa的高的高強(qiáng)度聚乙烯纖維。一般塑料耐熱性也較差，將苯環(huán)、芳雜環(huán)直接引入強(qiáng)度聚乙烯纖維。一般塑料耐熱性也較差，將苯環(huán)、芳雜環(huán)直接引入主鏈可以大大提高耐熱性能，同時(shí)也提高了硬度。如聚砜、聚醚砜、主鏈可以大大提高耐熱性能，同時(shí)也提高了硬度。如聚砜、聚醚砜、聚酰亞胺。聚酰亞胺。聚酰亞胺，PI，長期使用溫度-200300 3.4.1 熱塑性塑料四大通用塑料四大通用塑料：聚乙烯PE，聚氯乙烯PVC，聚丙烯PP，聚苯乙烯PS能用做工程上結(jié)構(gòu)零件的塑料，要求強(qiáng)度大于50MPa，工作溫度超過100C以上。常見滿足要求的有五大工程塑

43、料五大工程塑料：聚酰胺（尼龍），聚碳酸酯PC，聚甲醛POM，聚苯醚PPO和聚酯PET。其中聚甲醛硬度高，綜合力學(xué)性能最接近金屬；聚碳酸酯韌性最好，正取代玻璃和有機(jī)玻璃成為航空舷窗主要材料，一家波音747客機(jī)用量超過2噸；尼龍耐磨性很好，但尺寸穩(wěn)定性較差；聚苯醚耐熱性突出，綜合力學(xué)性能也不錯(cuò)。尼龍聚碳酸酯PC聚甲醛POM聚酯PET聚苯醚PPO3.4.2 橡膠橡膠實(shí)現(xiàn)彈性的條件橡膠實(shí)現(xiàn)彈性的條件：1.分子鏈容易旋轉(zhuǎn)、柔性大；2.分子間作用力弱；3.不容易結(jié)晶；4.分子間要有少量交聯(lián)；5.相對分子量要高，即分子鏈要長；6.玻璃化溫度Tg遠(yuǎn)低于室溫。通用橡膠：丁苯橡膠，異戊橡膠，乙丙橡膠；通用橡膠：丁

44、苯橡膠，異戊橡膠，乙丙橡膠；特種橡膠：氟橡膠、硅橡膠特種橡膠：氟橡膠、硅橡膠拉伸前拉伸前拉伸后拉伸后3.4.2 橡膠氯丁橡膠氯丁橡膠，有良好的物理機(jī)械性能，耐油，耐熱，耐燃，耐日光，耐臭氧，耐酸堿，耐化學(xué)試劑。缺點(diǎn)是耐寒性和貯存穩(wěn)定性較差。 順丁橡膠順丁橡膠分子間力小，分子量高，因而分子鏈柔性大,玻璃化溫度低（Tg=-110），在常溫?zé)o負(fù)荷時(shí)呈無定形態(tài)，承受外力時(shí)有很高的形變能力，是彈性和耐寒性最好的合成橡膠。且由于分子鏈比較規(guī)整，拉伸時(shí)可以獲得結(jié)晶補(bǔ)強(qiáng)，加入炭黑又可獲得顯著的炭黑補(bǔ)強(qiáng)效果，是一種綜合性能較好的通用橡膠。 3.4.2 橡膠丁苯橡膠丁苯橡膠(SBR)是合成橡膠的一種，由苯乙烯和丁

45、二烯聚合而成。 丁腈橡膠丁腈橡膠（Nitrile Butadiene Rubber，NBR），由丙烯腈丙烯腈與丁二烯丁二烯單體聚合而成的共聚物，耐油性（尤其是烷烴油）極好耐油性（尤其是烷烴油）極好、耐磨性較高、氣密性好、耐熱性較好、粘接力強(qiáng)、耐老化性能較好等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是耐低溫性差、耐臭氧性差，絕緣性差，彈性稍低，不宜做絕緣材料。用于制造油料的輸送軟管、阻燃輸送帶，密封器件，耐油墊圈、墊片、套管、軟包裝、軟膠管、印染膠輥、電纜膠材料、核工業(yè)中用于制造防護(hù)手套 。3.4.2 橡膠異戊橡膠異戊橡膠，異戊二烯聚合體，天然橡膠主要成分天然橡膠日常用途如輪胎、內(nèi)胎、軟管、條帶、墊子、地板、避震器、手套、氣

46、球、鞋底等，都是用天然橡膠的濃縮膠乳制成的。由于天然橡膠單體碳-碳單鍵相對于合成橡膠單體較多，天然橡膠的物理性質(zhì)在低溫下表現(xiàn)比較不受影響，因此也是雪地輪胎的重要原料。過度硫化的天然橡膠會(huì)成為硬膠，由于質(zhì)地堅(jiān)硬，常被做成保齡球，煙斗等產(chǎn)品。3.4.2 橡膠3.4.2 橡膠單純的天然橡膠或合成橡膠稱作生膠生膠，生膠制品性能很差，必須加入各種助劑提高性能，其中最重要的是硫化。硫化橡膠硫化橡膠具有不變黏，不易折斷的性質(zhì)（稱作熟膠熟膠。硫化后生膠內(nèi)形成空間立體結(jié)構(gòu)，具有較高的彈性、耐熱性、拉伸強(qiáng)度和在有機(jī)溶劑中的不溶解性等。橡膠制品絕大部分是硫化橡膠。加入硫的作用是使分子鏈間產(chǎn)生一定交聯(lián)，防止發(fā)生相對位

47、移產(chǎn)生永久形變，阻止分子鏈間的塑性流動(dòng)。3.4.2 橡膠輪胎等用途中，需要提高橡膠的強(qiáng)度和耐磨性，因此除了輪胎等用途中，需要提高橡膠的強(qiáng)度和耐磨性，因此除了硫化還要加入補(bǔ)強(qiáng)助劑，最常用的是硫化還要加入補(bǔ)強(qiáng)助劑，最常用的是炭黑炭黑。實(shí)際上炭黑還。實(shí)際上炭黑還有著色、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、抗紫外線（抗老化）等功能有著色、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、抗紫外線（抗老化）等功能 。硫化三要素：溫度硫化三要素：溫度150-200C,壓力壓力約約100大氣大氣壓壓，時(shí)間，時(shí)間數(shù)小時(shí)數(shù)小時(shí)3.4.2 橡膠硅橡膠硅橡膠亦稱為亦稱為硅氧樹脂（或硅酮）硅氧樹脂（或硅酮）是介于有機(jī)與無機(jī)之間的聚合物。是介于有機(jī)與無機(jī)之間的聚合物。主要有甲基硅

48、橡膠甲基硅橡膠、甲基乙烯基硅橡膠甲基乙烯基硅橡膠、甲基乙烯基苯基硅橡膠甲基乙烯基苯基硅橡膠，還有睛硅橡膠、氟硅橡膠睛硅橡膠、氟硅橡膠等。硅橡膠的主鏈?zhǔn)荢i-O鍵，具有無味無毒，耐高低溫的特點(diǎn)。在-60-250C下可以長期使用而保持強(qiáng)度和彈性。硅橡膠有良好的電絕緣性、耐氧、耐光以及防霉性、化學(xué)穩(wěn)定性等，但力學(xué)強(qiáng)度較差，常溫下機(jī)械性能不及大多數(shù)合成橡膠，除腈硅、氟硅橡膠外也不耐油，故硅橡膠不宜用于普通條件的場合。但是硅橡膠在生物醫(yī)學(xué)工程生物醫(yī)學(xué)工程中具有十分重要的作用，它有優(yōu)異的生理惰性，無毒、無味、無腐蝕、抗凝血、與機(jī)體的相容性好，能經(jīng)受苛刻的消毒條件。根據(jù)需要可加工成管材、片材、薄膜及異形構(gòu)件

49、，可用做醫(yī)療器械、人工臟器等?，F(xiàn)今國內(nèi)外都有專門的醫(yī)用級(jí)硅橡膠。甲基硅橡膠甲基硅橡膠3.4.2 橡膠甲基乙烯基苯基硅橡膠甲基乙烯基苯基硅橡膠甲基乙烯基硅橡膠甲基乙烯基硅橡膠氟硅橡膠氟硅橡膠3.4.2 橡膠硅橡膠制品硅橡膠制品氟硅橡膠氟硅橡膠是側(cè)鏈引入氟代烷基的一類硅橡膠。常用的氟硅橡膠為含有甲基、三氟丙基和乙烯基的氟硅橡膠。氟硅膠具有良好的耐熱性及優(yōu)良的耐油、耐溶劑性能，如對脂肪烴、芳香烴、氯代烴、石油基的各種燃料油、潤滑油、液壓油以及某些合成油在常溫和高溫下的穩(wěn)定性均較好，這些是單純的硅橡膠所不及的。但電絕緣性能較差。腈硅橡膠腈硅橡膠是側(cè)鏈引入腈烷基（一般為腈乙基或腈丙基）的一類硅橡膠。極性

50、腈基的引入改善了硅橡膠的耐油、耐用溶劑性能，但其耐熱性、電絕緣性及加工性則有所降低。腈烷基的類型和含量對腈硅橡膠的性能有較大的影響，如含7.5%克分子腈丙基的硅橡膠，其耐寒性能與低苯基硅橡 膠相似，耐油性能較低苯基硅橡膠為好。3.4.2 橡膠耐高溫氟硅橡膠墊片耐高溫氟硅橡膠墊片3.4.2 橡膠腈硅橡膠腈硅橡膠3.4.2 橡膠無機(jī)硅膠（無機(jī)硅膠（silica gelsilica gel）不是橡膠?。┎皇窍鹉z！無機(jī)硅膠的主要成份是二氧化硅，是一種由硅土中的硅酸鈉與硫磺酸制成的無定形的機(jī)器制成品。它由自然界中存在的礦物經(jīng)洗滌、加工后成為粒狀或珠狀。結(jié)構(gòu)非常像一個(gè)海綿體，由互相連通的小孔構(gòu)成一個(gè)有巨大的表面積的毛細(xì)孔吸附系統(tǒng)，能吸附和保存水氣。在濕度為100%條件下，它能吸附并凝結(jié)相當(dāng)于其自重40%的水氣。硅膠本身無色，為了指示吸水程度加入鈷鹽，則干燥時(shí)藍(lán)色，吸水后變淡直至粉紅。3.4.3 熱固性塑料熱固性塑料熱固性塑料第一次加熱時(shí)可以軟化流動(dòng)，在一定溫度下產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)交聯(lián)固化而變硬。這種變化是不可逆的，再次加熱時(shí)不能變軟流動(dòng)。借助這種特性進(jìn)行成型加工，可以固化成為確定形狀和尺寸的制品。熱固性塑料的樹脂固化前是線型或帶支鏈的，固化后分子鏈之間形成化學(xué)鍵，成為三維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不僅不能再