高分子材料-高分子材料的結(jié)構(gòu)與分類（航空材料）

一個(gè)高分子化合物中可能包含成千上萬個(gè)原子，原子之間以共價(jià)鍵連接起來。高分子化合物的分子量可高達(dá)幾萬、幾十萬甚至上百萬。高分子材料，又稱為高分子聚合物（簡稱高聚物），是以高分子化合物為主要組分的有機(jī)材料。高分子材料的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)：元素種類少，組成元素主要是碳、氫、氧、氮和硅等少數(shù)幾種元素；結(jié)構(gòu)簡單，由許多簡單的結(jié)構(gòu)單元重復(fù)連接。高分子化合物的分子量雖然非?！熬薮蟆?，但其化學(xué)組成一般都比較簡單。高分子材料的結(jié)構(gòu)聚乙烯分子n(C2H4)

n(CH2—CH2)→(…—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—…)或?qū)懗桑邸狢H2—CH2—］n高分子材料的結(jié)構(gòu)聚氯乙烯分子n(C2H3Cl)n(CH2—CH─Cl)→(…—CH2—CH—CH2—CH—CH2—CH—…)

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∣ClClCl或?qū)懗桑邸狢H2—CH—］n∣Cl高分子材料的結(jié)構(gòu)單體:合成高分子所用的小分子。鏈節(jié):高分子中的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，簡稱重復(fù)單元。聚合度:結(jié)構(gòu)式中的n，代表一個(gè)高分子中包含的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的數(shù)目。聚合度n在一定程度上反映了大分子鏈的長短和分子量的大小。高分子材料的結(jié)構(gòu)

任一種高分子材料都是由大量大分子鏈聚集而成，而各個(gè)大分子鏈的聚合度卻不盡相同，所以任一種高分子材料所包含的大分子鏈的長短不一，分子量也不相同。材料的不同分子量(或不同長度)的大分子鏈的數(shù)量呈統(tǒng)計(jì)規(guī)律分布(圖7-1)。所以，某一種高分子材料的分子量實(shí)際上是其中大量大分子鏈分子量的平均值。圖7-1聚合物分子量分布規(guī)律高分子材料的結(jié)構(gòu)線型結(jié)構(gòu)：大分子為卷曲成線團(tuán)狀的長鏈，這種結(jié)構(gòu)高聚物的彈性、塑性好，硬度低，是熱塑性材料；支鏈型結(jié)構(gòu)：大分子的主鏈上帶有支鏈，其性能和加工都接近于線型分子結(jié)構(gòu)；體型結(jié)構(gòu):大分子的分子鏈之間有許多鏈節(jié)互相交連，構(gòu)成一種網(wǎng)狀，其特點(diǎn)是硬度高，脆性大，無彈性和塑性，是熱固性材料。圖7-2聚合物大分子鏈的結(jié)構(gòu)型式(a)線型；(b)支鏈型；(c)體型。高分子材料的結(jié)構(gòu)按用途可分為塑料、橡膠、纖維、膠黏劑、涂料等。塑料在常溫下有固定形狀，強(qiáng)度較大，受力后能發(fā)生一定變形。橡膠在常溫下具有高彈性。纖維的單絲強(qiáng)度高。樹脂：聚合后未加工的聚合物，如電木未固化前稱為酚醛樹脂。高分子材料的分類按聚合物反應(yīng)類型可分為加聚物和縮聚物。加聚物：是由單體經(jīng)加成聚合反應(yīng)（簡稱加聚反應(yīng)）得到，由一種單體形成的加聚物叫均聚物，由兩種或多種單體形成的加聚物叫共聚物?？s聚物：是由兩種或多種單體經(jīng)帶有小分子副產(chǎn)物的縮合聚合反應(yīng)（簡稱縮聚反應(yīng)）得到，由于縮聚反應(yīng)中會(huì)生成低分子副產(chǎn)物，縮聚高分子的組成不可能與原料單體的組成完全相同，縮聚高分子的分子量也不可能是單體分子量的整數(shù)倍。高分子材料的分類按聚合物的熱行為可分為熱塑性聚合物和熱固性聚合物。熱塑性聚合物的特點(diǎn)是熱軟冷硬，如聚乙烯；熱固性聚合物受熱時(shí)固化，成形后再受熱不軟化，如環(huán)氧樹脂。高分子材料的分類按主鏈上的化學(xué)組成可分為碳鏈聚合物、雜鏈聚合物和元素有機(jī)聚合物。碳鏈聚合物的主鏈由碳原子一種元素組成，如─C─C─C─C─C─。雜鏈聚合物的主鏈除碳外還有其他元素，如─C─C─O─C─、─C─C─N─、─C─C─S─等。元素有機(jī)聚合物的主鏈由氧和其他元素組成，如─O─Si─O─Si─O─等。高分子材料的分類在單種原料單體名稱前加“聚”字，如聚乙烯、聚氯乙烯等。在多種原料單體名稱后加“樹脂”或“橡膠”，如（苯）酚（甲）醛樹脂、丁（二