醫(yī)用高分子材料基礎知識

高分子化合物內容提要：5.1高分子化合物的概述5.2合成高分子材料5.3新型高分子材料5.4復合材料學習要求：1.了解有關高分子的一些基本概念及特性2.對一些合成高分子和功能高分子有初步了解。

高分子化學：研究鏈狀大分子的合成、大分子的鏈結構和聚集態(tài)結構，以及大分子聚合物做為高分子材料的成型及應用。在20世紀，高分子材料已是人類社會文明的標志之一。5.1高分子化合物的概述5.1.1高分子化合物的基本概念聚氯乙烯的結構式：高分子化合物的相對分子量很大，但化學組成并不復雜。高分子化合物也稱聚合物或高聚物。鏈節(jié)：聚合度單體聚合度和高分子的相對分子質量有如下關系：

Mr=n×m表5-1某些有機高分子的鏈節(jié)與單體名稱符號單體商品名聚乙烯PE

腈綸乙綸丙綸

聚丙烯聚丙烯睛聚氯乙烯聚四氟乙烯PP

PAN

PVC氯綸氟綸PTFE5.1.2高分子化合物的命名高分子化合物的命名有系統(tǒng)命名法和通俗命名法。天然高分子化合物：纖維素、淀粉、蛋白質等。

合成高分子化合物常按合成方法、所用原料或高聚物的用途來命名。聚苯乙烯、聚己二酰己二胺、聚對苯二甲酸已二酯；也有在兩種原料縮寫的名稱后加“樹脂”來命名的。如苯酚和甲醛合成的聚合物稱酚醛樹脂。

有些高分子化合物常使用習慣名稱或商品名稱及簡寫代號。例如聚甲基丙烯酸甲酯，商品名稱為有機玻璃，簡寫代號：PMMA。5.1.3高分子化合物的結構和特性高分子化合物根據分子的幾何形狀，分為線型長鏈狀不帶支鏈的、帶支鏈的和體型網狀的。無規(guī)線圖直線圖螺旋形片狀(a)線型鏈狀不帶支鏈(b)線型鏈狀帶支鏈

(c)體型網壯特性：1.線型分子屬于熱塑性，加熱可以塑化變型，冷卻可以凝固，并能反復進行，有利于成型加工。2.體型高分子屬于熱固性。一旦加工成型后，不能通過加熱重新回到原來的狀態(tài)。3.高分子材料相對密度小，但強度高，有的工程塑料的強度超過鋼鐵和其他金屬材料。泡沫塑料的相對密度只有0.01，比水輕100倍，是非常好的救生材料。玻璃鋼的強度比合金鋼大1.7倍，比鋁大1.5倍，比鈦鋼大1倍。取代金屬材料的位置，全塑汽車的問世。3.高分子具有耐酸、耐腐蝕等特性著名的“塑料王”聚四氟乙烯，在王水中煮也不會變質，其耐酸程度遠超過金。4.高分子具有絕緣性，電線的包皮、電插座等都是用塑料制成。5.1.4高分子化合物的分類來源分，可分為天然高分子化合物、合成高分子化合物和天然改性高分子化合物。5.2合成高分子材料1907年世界上第一個合成高分子材料—酚醛塑料—誕生，30～40年代又合成了許多高分子材料，包括塑料、合成纖維和合成橡膠，此后合成高分子工業(yè)發(fā)展迅速。

195019601970197819861988塑料合成纖維合成橡膠總量1.01.51.03.56.01.53.010.525.05.05.035.042.012.04.058.058.511.45.475.373.015.310.198.45-2世界合成高分子材料的消費量（單位：百萬噸）5.2.1塑料塑料是指在加熱、加壓下可塑制成型、而在通常條件下能保持固定形狀的合成高分子材料。

熱塑性塑料在加熱到一定程度后變軟或成為粘流態(tài)，可塑造成型，冷卻后定型。再加熱后又可變軟，可再成形，反復若干次性能基本不變。如聚乙烯、聚苯乙烯、ABS樹脂。

熱固性塑料是指成型時需加入引發(fā)劑、固化劑等，固化成型后再次加熱不能再熔融成型的塑料。如環(huán)氧樹脂、聚氨脂等。

塑料按性能和用途來分類，可分為通用塑料、工程塑料、特種塑料和增強塑料。5.2.2合成纖維

人造纖維是以天然高分子纖維素或蛋白質為原料，經過化學改性而制成的，如粘膠纖維（人造棉）、醋酸纖維（人造絲）、再生蛋白質纖維等。

合成纖維是由合成高分子為原料，通過拉絲工藝獲得的纖維。合成纖維的品種很多，最重要的品種是聚酯（滌綸）、聚酰胺（尼龍、錦綸）、聚丙烯腈（腈綸），它們占世界合成纖維總產量的90％以上。

合成纖維一般都具有強度高、彈性大、耐磨、耐化學腐蝕、耐光、耐熱等特點。廣泛用作衣料等生活用品。表5-3一些合成纖維的性能

名稱化學組成相對密度耐曬性耐酸性耐堿性耐蛀性耐霉性滌綸尼龍腈綸維綸氯綸丙綸聚對苯二甲酸二乙酯聚酰胺聚丙烯腈聚乙烯醇聚氯乙烯聚丙烯1.381.141.14～1.171.26～1.31.390.91優(yōu)差優(yōu)良良差優(yōu)良優(yōu)良優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)良優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)良優(yōu)優(yōu)5.2.3合成橡膠橡膠分天然橡膠和合成橡膠名稱結構性能用途丁苯橡膠

耐油、耐磨、電絕緣性比天然橡膠好，但彈性、抗拉強度和粘著力不如天然橡膠制造輪胎、傳輸帶、密封配件、電絕緣材料、膠管等氯丁橡膠

耐油、耐氣候、耐臭氧的性能好，機械性能與天然橡膠相似，但彈性、耐寒性較差制造耐油制品，海底電纜，膠管等

丁腈橡膠

耐油、耐磨、耐熱、耐酸、耐堿，氣密性好。但彈性、耐寒性、電絕緣性較差制造特殊耐油制品、汽車輪胎，工業(yè)墊圈、運輸帶及耐熱橡膠制品硅橡膠

優(yōu)良的電絕緣性和很高的耐熱性、耐寒性和耐氧化性。但機械強度低，耐油性差制造電絕緣材料及襯