合成高分子材料

1、第八章合成高分子材料教學(xué)目的：掌握合成高分子的結(jié)構(gòu)、特性和命名；掌握常見的合成高分子材料（塑料、合成 纖維、合成橡膠）的特性；熟悉幾種新型高分子材料，導(dǎo)電高分子、醫(yī)用高分子、 可降解高分子、高吸水性高分子；了解復(fù)合材料的分類方法以及認(rèn)識一些復(fù)合材 料。教學(xué)重點：合成高分子的結(jié)構(gòu)、特性和命名；合成高分子材料（塑料、合成纖維、合成橡膠）的特性。教學(xué)難點：合成高分子的特性和命名。第一節(jié)高分子的結(jié)構(gòu)和特性一、高分子.高分子分子由一千個以上原子通過共價鍵結(jié)合形成， 分子量可達(dá)幾萬至幾百萬，這 類分子稱為高分子，或稱高分子化合物。存在于自然界中的高分子化合物稱為天然高分子，如淀粉、纖維素、棉、麻、絲、毛都

2、是天然高分子，人體中的蛋白質(zhì)、糖類、核酸等也是天然高分子。用化學(xué)方法合成的高分子稱為合成高分子，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯月青、 聚酰胺（尼龍）等都是常用的合成高分子材料。.聚乙烯從石油裂化可得到乙烯，由n個乙烯分子在一定的反應(yīng)條件下經(jīng)聚合可得到 聚乙烯分子，反應(yīng)可表示如下：nCH2 = CHf皿一日好 口乙烯分子是平面分子，分子中所有原子處于同一平面，碳原子之間以雙鍵結(jié) 合，如圖8-1所示。當(dāng)乙烯分子在催化劑的作用下，雙鍵被打開， CCH兩端 的單鍵可與鄰近的乙烯分子連接，發(fā)生聚合反應(yīng)，生成線型(長鏈狀)的聚乙烯分 子。通常把乙烯分子稱為單體，單體經(jīng)聚合后得到的聚乙烯分子稱為聚合物，或稱高聚

3、物。聚乙烯分子中有一個重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元CH CH,稱為鏈節(jié)，n稱為聚合度，也就是聚乙烯分子中所含鏈節(jié)的數(shù)目。H8-1乙烯分子的結(jié)構(gòu)二、高分子的原料和合成方法.高分子的原料從農(nóng)、林副產(chǎn)品、煤或石油中得到的有機(jī)小分子化合物作為單體，通過聚合反應(yīng)可以合成高分子。具體的合成方法有加成聚合、縮合聚合和共聚合等。.加成聚合反應(yīng)含有重鍵的單體分子，如乙烯(C2H)、氯乙烯(CzHCl)、丙烯(C3H)、苯乙烯等, 它們是通過加成聚合反應(yīng)得到聚合物的。 加聚反應(yīng)后除了生成聚合物外，再沒有 任何其他產(chǎn)物生成，聚合物中包含了單體中全部原子，如聚乙烯、聚氯乙烯。n CH2 =n。比 =GHCll-nGH是平面對稱分子

4、，當(dāng)一個Cl原子取代了 GH分子中的一個H原子后，對 稱性被破壞了。GHC1分子中若將帶氯原子的碳原子看成是頭，則不帶氯的碳原 子就是尾了。氯乙烯分子進(jìn)行加成聚合反應(yīng)時，可能產(chǎn)生三種情況：頭 -頭、尾- 尾連接；頭-尾連接；混亂無序連接，如圖8-2所小。從圖中看到，第一種連接 方式，相鄰碳原子上有氯原子；第二種連接方式，碳原子上的氯原子是間隔開的； 第三種連接方式是上述兩種連接的混合。 連接方式不同，所形成的聚氯乙烯分子 的結(jié)構(gòu)不同，反映在性質(zhì)上也就有差異。 TOC o 1-5 h z HKHHHHMIIIIIII一c一c一c -c-cc一c-cc一 d-IIIIIIIIIIClHHClClK

5、HClClH頭一頭、尾-尾連接HHHHHHHKMHI IIIIIIII I-e-c-c-c-c-e-c-c-c-ci iiiiiiii iCL MClHClHClKCl m圖）頭一尾連接HHHHHHHHHNI IIIII IIII-c-匚c-c-c-c-c-c-c- c-I IIIII IIIICl KMClHCl ClHClHS）無規(guī)則連接圖8位 聚氯乙解分子中的三種連接方式在工業(yè)上利用加成聚合反應(yīng)生產(chǎn)的合成高分子約占合成高分子總量的 80%,最重要的有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯等。2.縮合聚合反應(yīng)含有雙官能團(tuán)或多官能團(tuán)的單體分子，通過分子問官能團(tuán)的縮合反應(yīng)把單體 分子聚合起來，同時

6、生成水、醇、氨等小分子化合物，稱為縮合聚合反應(yīng)，簡稱 縮聚反應(yīng)。如尼龍-66又稱聚酰胺。用己二胺和己二酸作為單體，這兩種單體分0 H子之間通過脫水縮合，形成肽鍵（N）,兩端的氨基和竣基具有活性，可 繼續(xù)與單體分子縮合，最終形成長鏈狀大分子聚合物，即聚酰胺。它的商品名稱 叫尼龍-66或錦綸-66,數(shù)字表示兩種單體中碳原子的數(shù)目。把粘稠的尼龍-66液體從抽絲機(jī)的小孔里擠出來，得到性能優(yōu)異的尼龍 -66合成纖維。日常生活中 我們熟悉的“的確良”是對苯二甲酸和乙二醇脫水縮合聚合而成的聚酯纖維高分 子，商品名稱也叫滌綸，它有挺括不皺、易洗易干等特點。m n2 N (CH 以一曬+n HDOC叫% CWH

7、己二聯(lián)己二酸 TOC o 1-5 h z ：K：O0口：&IIO2)6典親 3H2)4匚 九皿 + C2n-l)H20尼龍-66黑酰胺100II z?IIM-匚 Y _-COH + rJffi-CHjCMs-OH對熊二甲隙乙二醇T即 f c-cCH2CH2-0 于遇 + I2n-1)HZO的確良兼酯)縮合聚合反應(yīng)在合成高分子工業(yè)上的重要性僅次于加聚反應(yīng)，常見的聚酰胺(尼龍)、聚酯(滌綸)、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、有機(jī)硅樹脂、聚碳酸酯等，都是通 過縮聚反應(yīng)生產(chǎn)的。3,共聚合反應(yīng)將兩種或兩種以上不同的單體進(jìn)行聚合，得到的聚合物中含有兩種或兩種以 上單體單元，這種聚合物叫做共聚物。合成共聚物的聚合反應(yīng)稱

8、為共聚合反應(yīng)。 按照共聚物中單體分布的不同，可分為交替共聚、嵌段共聚、無規(guī)共聚和接枝共 聚等。圖8-3給出了四種共聚物的結(jié)構(gòu)示意圖。共聚合反應(yīng)常用來改進(jìn)合成高分 子的性能，這種改進(jìn)叫做結(jié)構(gòu)改性。共聚物中單體單元的結(jié)構(gòu)、數(shù)量和排列方式 會影響共聚物的物理性能。例如聚丙烯月青(月青綸)性如羊毛，但著色性差，若用1% 的丙烯基磺酸鈉與之共聚合后，月青綸纖維就可染成各種顏色。又如將丙烯月青(A)、 丁二烯(B)和苯乙烯(S)進(jìn)行共聚合制得的ABS樹脂，是一種綜合性能極好的三元共聚物、合成高分子的結(jié)構(gòu)、特性和命名表8-1 一些常見的線型高分子名稱英又縮寫單體化學(xué)式商品名聚乙烯PECH=CH-f CMs-

9、CH聚丙烯PPCHCH=CHF fHCHg丙綸PV聚氯乙烯CH=CHCl乙綸f叫一九CL聚苯乙烯PS聚四氟乙PTCF=CEiCF： 一。門兀氟綸烯FE聚酰胺PANH(CH) 6NHHOOC(CHiCOOH-II fCXKzl尼龍-66+1IKKK錦綸-66尼龍-6 錦綸-6聚甲基丙烯酸甲酯CK2=CCCOCKsCHjCHSI千佻一 f大COUCHJ有機(jī)玻璃聚環(huán)氧乙PE-toCHnCH1；工環(huán)氧聚異戊二PI烯PCM2=CClbCH3CHjECH/=CHTHw兀 CHS.合成高分子的結(jié)構(gòu)由單體分子經(jīng)加聚或縮聚反應(yīng)得到的高分子聚合物都是線型長鏈狀化合物， 如聚乙烯、聚氯乙烯、尼龍-66、滌綸等。表8

10、-1列出一些常見的線型高分子。 有的線型高分子在長鏈上可帶有支鏈，例如表中聚甲基丙烯酸甲酯長鏈上帶有支 鏈。當(dāng)長鏈狀高分子還帶有其他官能團(tuán)時，分子鏈之間可以通過官能團(tuán)發(fā)生化學(xué) 反應(yīng)，形成化學(xué)鍵使分子鏈交聯(lián)起來，構(gòu)成體型網(wǎng)狀高分子。因此合成高分子的結(jié)構(gòu)大體有三種：線型長鏈狀不帶支鏈的、帶支鏈的和體 型網(wǎng)狀的。圖8-4是高分子的三種結(jié)構(gòu)。線型高分子可呈蜷曲、彎折或呈螺旋狀，加熱 可熔化，也可溶于有機(jī)溶劑，易于結(jié)晶，合成纖維和大多數(shù)塑料都是線型高分子。 支鏈高分子在很多性能上與線型高分子相似，但支鏈的存在使高分子的密度減 小，結(jié)晶能力降低。體型高分子具有不熔不溶、耐熱性高和剛性好的特點，適用 作工程

11、和結(jié)構(gòu)材料。6）線型鏈狀帶支轆（。體型網(wǎng)狀圖e-4高分子的三種姑構(gòu).合成高分子的特性合成高分子的主鏈主要是由碳原子以共價鍵結(jié)合起來的碳鏈，由于單鍵可以自由旋轉(zhuǎn)，使線型長鏈高分子在旋轉(zhuǎn)的影響下，整個分子保持直線狀態(tài)的機(jī)率甚 微。事實上線型長鏈高分子處于自然蜷曲的狀態(tài)，分子糾纏在一起，因而具有可 柔性。當(dāng)有外力作用在分子上，蜷曲的分子可以被拉直，但外力一除去，分子又 恢復(fù)到原來的蜷曲狀態(tài)，因此合成高分子都有一定的彈性。由于合成高分子都是長鏈大分子，又處于自然的蜷曲狀態(tài)，所以不容易排列 整齊成為周期性的晶態(tài)結(jié)構(gòu)。與小分子不同，合成高分子不容易形成完整的晶體。 然而在局部范圍內(nèi)，分子鏈有可能排列整齊，

12、形成結(jié)晶態(tài)，即所謂短程有序。因 此在高分子晶體中往往含有晶態(tài)部分和非晶態(tài)部分， 故常用結(jié)晶度來衡量整個高 分子中品態(tài)部分所占的比例。晶態(tài)高分子的耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度一般要比非晶態(tài)高 分子高，而且還有一定的熔點，所以要提高高分子的這些性質(zhì)，就要設(shè)法提高高 分子的結(jié)晶度。高分子結(jié)構(gòu)具有不均一性，或稱多分散性，這一點與小分子結(jié)構(gòu)是截然不同 的。小分子的結(jié)構(gòu)是確定的，分子量也是確定的。但對合成高分子來說，每個獨 立的高分子只要聚合度n確定了，分子量也就確定了。但在聚合反應(yīng)中，得到的 聚合物不是均一的，而是不同聚合度的高分子的混合物，因此在這種情況下無法 確定高分子的分子量。實驗測定高分子的分子量，只是試樣

13、中聚合度大小不一的 高分子分子量的統(tǒng)計平均結(jié)果而已。合成高分子的上述結(jié)構(gòu)特點，使其具有熱塑性、熱固性、耐磨性、絕緣性、 相對密度小、比強(qiáng)度高等特殊的性能。長鏈型高分子被加熱時，分子受熱不均勻，有的部分已受熱，有的部分受熱 少，甚至還有一部分沒有受熱。因此高分子加熱后不是馬上熔化變成液體， 而是 先經(jīng)歷一個軟化過程再變?yōu)橐后w。當(dāng)然，這是外因的作用，分子內(nèi)部不均勻，也 是一個重要的原因。液體冷卻后，變硬成為固體，再次加熱，它又能軟化、流動。 線型高分子的這種性質(zhì)稱為熱塑性，它不但使高分子材料便于加工，而且還可以 多次重復(fù)操作。表8-1中列出的線型高分子都具有熱塑性， 加熱軟化后可以加工 成為各種形

14、狀的塑料制品，也可制成纖維，加工非常方便。單體進(jìn)行聚合反應(yīng)時，先形成線型高分子，在某種條件下分子鏈之間發(fā)生交 聯(lián)由線型轉(zhuǎn)變?yōu)轶w型高分子。體型高分子加熱后不會熔化、流動，當(dāng)加熱到一定 溫度時體型高分子的結(jié)構(gòu)遭到破壞，這種性質(zhì)稱為熱固性。因此體型高分子一旦 加工成型后，不能通過加熱重新回到原來的狀態(tài)。合成高分子中主要含C, H, Q N, S及鹵素等元素，因此比金屬材料輕得多。般高分子相對密度在12之間，最輕的聚丙烯塑料，相對密度只有 0.91 ;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。高分子材 料相對密度小，但強(qiáng)度高，有的工程塑料的強(qiáng)度超過鋼鐵和其他金屬材料。例如玻璃

15、鋼的強(qiáng)度比合金鋼大1.7倍，比鋁大1.5倍，比鈦鋼大1倍。由于質(zhì)輕、強(qiáng) 度高、耐腐蝕、價廉，所以高分子材料在不少場合已逐步取代金屬材料的位置， 全塑汽車的問世就是典型的例子。高分子材料為什么有這樣高的強(qiáng)度呢？高分子 的分子量大，分子中原子數(shù)目多，且分子鏈彼此纏繞在一起，因此分子鏈之間原 子的接觸點非常多，相互間的作用力很大。這種作用力稱為分子間作用力，或稱 范德華力。如果具備形成氫鍵的條件，分子鏈之間還可形成氫鍵。高分子中存在 強(qiáng)大的分子間作用力是高分子材料具有高強(qiáng)度的主要原因。高分子的分子鏈纏繞在一起，許多分子鏈上的基團(tuán)被包在里面，當(dāng)有試劑分 子加入時，只有露在外面的基團(tuán)容易與試劑分子作用，

16、而被包在里面的基團(tuán)不易 反應(yīng)，所以高分子化合物的化學(xué)反應(yīng)性能較差， 對化學(xué)試劑顯得比較穩(wěn)定。高分 子具有耐酸、耐腐蝕等特性，著名的“塑料王”聚四氟乙烯，即使把它放在王水 中煮也不會變質(zhì)，其耐酸程度遠(yuǎn)超過金。聚四氟乙烯是優(yōu)異的耐酸、耐腐蝕材料。高分子中的分子鏈?zhǔn)窃右怨矁r鍵結(jié)合起來的，分子既不能電離，也不能在結(jié)構(gòu)中傳遞電子，所以高分子具有絕緣性，電線的包皮、電插座等都是用塑料制 成。止匕外，高分子對多種射線如 a , B , 丫和X射線有抵抗能力，可以抗輻射。 3.合成高分子的命名合成高分子的命名，一種是在單體前加“聚”字，如聚乙烯、聚氯乙烯等； 另一種是在簡化的單體名稱后面加“樹脂”二字，如酚

17、醛樹脂，它是由甲醛和苯 酚縮聚得到的，又如月尿醛樹脂、環(huán)氧樹脂等。商業(yè)上喜歡用商品名稱，比較方便。一些合成高分子的商品名稱。聚合物商品名稱聚合物商品名稱聚氯乙烯氯綸聚甲基丙烯酸甲酯有機(jī)玻璃聚乙酸乙烯維尼綸聚對苯二甲酸乙二的確良，滌，旨酯綸聚丙烯丙綸聚乙烯乙綸聚丙烯睛睛綸聚四氟乙烯氟綸聚己內(nèi)酰胺尼龍-6酚醛樹脂電木聚酰胺尼龍-66月尿醛樹脂電玉第二節(jié)合成高分子材料一、塑料.塑料的分類塑料可分為熱塑性塑料和熱固性塑料。熱塑性塑料大都是線型高分子，熱固 性塑料為體型高分子。若將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(qiáng)塑料。通用塑料產(chǎn)量大、用途廣、價格低，其中聚乙烯、聚氯乙烯

18、、聚丙烯和聚苯 乙烯約占全部塑料產(chǎn)量的80%,尤以聚乙烯的產(chǎn)量最大。聚乙烯-通用塑料- 聚氯乙烯酚醛樹脂氨基樹脂聚丙烯不飽和聚酯聚苯乙攤I聚氨酯匐性塑料有機(jī)玻璃(PNMA)口 AP樹脂氟夔料聚酰亞胺特種塑料-有機(jī)硅樹脂 環(huán)氧樹脂紊甲醛聚碳酸酯聚酰胺(尼龍)ABS塑料-工程塑料聚聚,噌強(qiáng)塑料 熱固塑料-.聚乙烯乙烯單體在不同的反應(yīng)條件下進(jìn)行加成聚合反應(yīng)可得到不同性能的聚乙烯。若選擇0.21.5 MPa低壓聚合，用Ziegler-Natta催化劑，得到的產(chǎn)品為低壓聚乙烯。低壓聚乙烯是線型高分子，排列比較規(guī)整、緊密，易于結(jié)晶，因此結(jié)晶 度、強(qiáng)度、剛性、熔點都比較高，適合做強(qiáng)度、硬度較高的塑料制品，如

19、桶、瓶、 管、棒等。若在l50MPaS壓下用自由基引發(fā)加成聚合反應(yīng)，得到的是高壓聚乙 烯，它是支鏈化程度較高的合成高分子，使分子排列的規(guī)整性和緊密程度受到影 響，因此結(jié)晶度、密度降低，所以高壓聚乙烯又稱低密度聚乙烯。低密度聚乙烯 性軟，熔點也低，適合做食品包裝袋、奶瓶等軟塑料制品。.工程塑料可作為工程材料和代替金屬用的塑料。要求有優(yōu)良的機(jī)械性能、耐熱性和尺 寸穩(wěn)定性。主要有聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、AB染料等。如聚甲醛的力學(xué)、機(jī)械性能與銅、鋅相似，用它做汽車上的軸承，使用壽命比金屬的長一倍，它還 可做其他零配件。又如聚碳酸酯，它不但可代替某些金屬，還可代替玻璃、木材 和合金等，做各種儀器的外殼

20、、自行車車架、飛機(jī)的擋風(fēng)玻璃和高級家具等。.特種塑料指在高溫、高腐蝕或高輻射等特殊條件下使用的塑料，它們主要用在尖端技術(shù)設(shè)備上。例如聚四氟乙烯具有優(yōu)異的絕緣性能，抗腐蝕性特別好，能耐高溫和 低溫，可在-200250c范圍內(nèi)長期使用，在宇航、冷凍、化工、電器、醫(yī)療器 械等工業(yè)部門都有廣泛的應(yīng)用。二、合成纖維.纖維的分類纖維分為天然纖維和化學(xué)纖維兩大類。棉、麻、絲、毛屬天然纖維?；瘜W(xué)纖 維又可分為人造纖維和合成纖維。人造纖維是以天然高分子纖維素或蛋白質(zhì)為原 料，經(jīng)過化學(xué)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(zhì)纖維等。合成纖維是由合成高分子為原料，通過拉絲工藝獲得纖維。合

21、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）、聚丙烯月青（月青綸），它 們占世界合成纖維總產(chǎn)量的90%以上。此外還有聚乙烯醇縮甲醛（維綸）、聚丙 烯（丙綸）、聚氯乙烯（氯綸）等。.聚酯纖維商品名滌綸，又叫的確良。主要用于織衣料，也可做運輸帶、輪胎簾子線、 過濾布、纜繩、漁網(wǎng)等。滌綸織物牢固、易洗、易干，做成的衣服外形挺括，抗0II皺性特別好。滌綸的分子鏈結(jié)構(gòu)中含有酯基（-CoR）,這類剛性基團(tuán)的存 在，使分子排列規(guī)整、緊密，結(jié)晶度較高，不易變形，受力形變后也易恢復(fù)，這 是滌綸抗皺性好的原因。2.聚酰胺纖維商品名尼龍，也叫錦綸；最常見的是尼龍-6和尼龍-66。尼龍主要用于

22、制做 漁網(wǎng)、降落傘、宇航飛行服、絲襪及針織內(nèi)衣等。尼龍織物的特點是強(qiáng)度大，彈 性好，耐磨性好。這些優(yōu)越的性能是由結(jié)構(gòu)決定的。 聚酰胺分子鏈中存在酰胺基/。（ 叫），分子鏈之間各酰胺基可以通過氫鍵的作用，使分子鏈之間的作用 力大為加強(qiáng)，保證了織物的強(qiáng)度。三、合成橡膠.橡膠的分類橡膠分天然橡膠和合成橡膠。用異戊二烯作為單體進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到合成橡膠，稱為異戊橡膠。合成橡膠可分為通用橡膠和特種橡膠。 通用橡膠用量較大，例如丁苯橡膠占 合成橡膠產(chǎn)量的60%;其次是順丁橡膠，占15%;此外還有異戊橡膠、氯丁橡 膠、丁鈉橡膠、乙丙橡膠、丁基橡膠等，它們都屬通用橡膠。特種橡膠是在特殊條件下使用的橡膠， 它們

23、有特殊的性質(zhì)，如耐高溫、耐低 溫、耐油、耐化學(xué)腐蝕和具有高彈性等。硅橡膠是以硅氧原子取代主鏈中的碳原 子形成的一種特種橡膠，它柔軟、光滑，適宜做醫(yī)用制品，能耐高溫，可承受高 溫消毒而不變形。若將氟原子引入硅橡膠中，則可制得氟硅橡膠，它是一種高彈 性材料。硅硫橡膠耐高、低溫，丁月青橡膠和聚硫橡膠耐油性好。.橡膠的硫化許多合成橡膠是線型高分子，具有可塑性，但強(qiáng)度低，回彈力差，容易產(chǎn)生 永久變形。因此如何克服合成橡膠的這些缺點，是人們關(guān)注的問題。研究表明， 若加入硫磺與橡膠分子作用，可使橡膠硫化。反應(yīng)如下：I, 一CH 2-CH=CH-CHZ-*-CH? -CK-CH-CH 2-S* jI*SI C

24、HgTH=CH一四一一CHlCHCHC%硫的作用是使線型橡膠分子之間形成硫橋而交聯(lián)起來，轉(zhuǎn)變?yōu)轶w型結(jié)構(gòu)，使橡膠失去塑性，同時獲得高彈性。硫是橡膠的硫化劑，凡能使橡膠由線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn) 變?yōu)轶w型結(jié)構(gòu)、并獲得彈性的物質(zhì)都可稱為橡膠的硫化劑。第三節(jié)新型高分子材料一、功能高分子在合成高分子的主鏈或支鏈上接上帶有顯示某種功能的官能團(tuán)，使高分子具有特殊的功能，滿足光、電、磁、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)等方面的功能要求，這類高 分子通稱為功能高分子。功能高分子的品種和分類：L感光樹脂于光導(dǎo)電高分子M鄴光致變色高分子，超導(dǎo)高分子押*高分子導(dǎo)體 與高L高分子半導(dǎo)體型子電子交換樹脂Ia#子如彭L寓子交換樹脂 高！微生物降解高分子

25、能功I高分子催化劑與試劑生物史前高分子仿生高分子，醫(yī)用高分子高分子藥物高分子膜f高分子吸附劑二、導(dǎo)電高分子高分子具有絕緣性，這是由它的結(jié)構(gòu)所決定的，在前面已經(jīng)討論過。70年代人們合成了聚乙快，發(fā)現(xiàn)它有導(dǎo)電性能。乙快分子中碳與碳以叁鍵結(jié)合，單體經(jīng)加聚聚合后得到聚乙烘，這是一種雙鍵、單鏈間隔連接的線型高分子，分子中 存在共腕冗鍵體系，冗電子可以在整個共腕體系中自由流動，因此可以導(dǎo)電。若將碘摻雜到聚乙烘中，導(dǎo)電率會大幅度提高。隨聚乙烘后，又發(fā)現(xiàn)聚叱咯、聚曝 吩、聚嚷哇、聚苯硫醴等都具有導(dǎo)電性，導(dǎo)電高分子材料引起人們的重視。用導(dǎo) 電塑料做成的塑料電池已進(jìn)入市場， 硬幣大小的電池，一個電極是金屬鋰，另一

26、 個電極是聚苯胺導(dǎo)電塑料，電池可多次重復(fù)充電使用，工作壽命長。三、醫(yī)用高分子高分子材料應(yīng)用于醫(yī)學(xué)上已有40多年歷史。由于某些合成高分子與人體器 官組織的天然高分子有著極其相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理性能，因此用高分子材料做成的人工器官具有很好的生物相容性，不會因與人體接觸而產(chǎn)生排斥和其他作 用。目前已知可用于制做人造器官的合成高分子材料有：尼龍、環(huán)氧樹脂、聚乙 烯、聚乙烯醇、聚甲醛、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯酯、硅橡 膠、聚氨酯、聚碳酸酯等。表8-6列出了部分可用高分子材料制造的人造器官， 除了腦、胃和部分內(nèi)分泌器官外，人體中幾乎所有器官都可用高分子材料制造。四、可降解高分子塑料制品已進(jìn)

27、入千家萬戶，垃圾中廢棄的塑料也愈來愈多。由于這類合成高 分子非常穩(wěn)定，耐酸耐堿，不蛀不霉，把它們埋入地下，上百年也不會腐爛。因 此廢棄的塑料已經(jīng)成為嚴(yán)重的公害，人們大聲疾呼要消除“白色污染”。如果包 裝食品的塑料袋和泡沫塑料飯盒用可降解高分子材料來做，那末廢棄的塑料將在一定條件下自行分解成為粉末。合成高分子的主鏈結(jié)合得十分牢固，要降解必須設(shè)法破壞、削弱主鏈的結(jié)合。 目前已提出生物降解、化學(xué)降解和光照降解等三種方法，并合成了生物降解塑料、 化學(xué)降解塑料和光照降解塑料，這類可降解高分子將在解決環(huán)境污染方面起到重 要的作用。五、高吸水性高分子號稱“尿不濕”的紙尿片已進(jìn)入而場，嬰兒用上它整夜不必?fù)Q尿片

28、。這種用 高吸水性高分子做成的紙尿片，即使吸入1000mLzK,依然滴水不漏，干爽通氣。 有的高吸水性高分子可吸收超過自重幾百倍甚至上千倍的水，體積雖然膨脹，但加壓卻擠不出水來。這類奇特的高分子材料可用淀粉、纖維素等天然高分子與丙 烯酸、苯乙烯磺酸進(jìn)行接枝共聚得到，或用聚乙烯醇與聚丙烯酸鹽交聯(lián)得到。高 吸水性高分子的吸水機(jī)制尚不清楚，可能與高分子交聯(lián)后結(jié)構(gòu)中立體網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充有 關(guān)。高吸水性高分子是一種很好的保鮮包裝材料，也適宜做人造皮膚的材料。有人建議利用高吸水性高分子來防止土地沙漠化。第四節(jié)復(fù)合材料按增強(qiáng)體的形狀分類，復(fù)合材料可分為：顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料、夾層增強(qiáng)復(fù)合 材料和纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，按基體

29、分類，也可分為三類：樹脂基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料和陶瓷基復(fù) 合材料。一、纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料.玻璃鋼由玻璃纖維與聚酯類樹脂復(fù)合而成的材料。 玻璃是非常易碎的脆性材料，但 如果將玻璃熔化并以極快的速度拉成細(xì)絲，這種玻璃纖維異常柔軟，可以紡織。 玻璃纖維的強(qiáng)度很高，比天然纖維或化學(xué)纖維高出 530倍。在制造玻璃鋼時， 可將直徑為510 m的玻璃纖維制成紗、帶材或織物加到樹脂中，也可以把玻 璃纖維切成短纖維加入基體。玻璃鋼具有優(yōu)良的性能，它的強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐 腐蝕、抗沖擊、絕緣性好。增強(qiáng)體除了用普通玻璃外，還可以根據(jù)具體用途調(diào)整 玻璃成分，制取耐化學(xué)腐蝕、耐高溫、高強(qiáng)度和高模量的玻璃纖維。玻璃鋼已經(jīng) 廣泛用于飛機(jī)、汽車、船舶、建筑和家具等行業(yè)。除了用聚脂類作為玻璃纖維增強(qiáng)樹脂基體外， 還可用尼龍、聚乙烯、聚丙烯、 環(huán)氧、酚醛和有機(jī)硅樹脂等作為玻璃纖維增強(qiáng)樹脂基體。.碳纖維增強(qiáng)塑料目前制備碳纖維的方法是將聚丙烯月青合成纖維