高分子材料基础知识解析

1.高分子化合物的组成

组成高分子化合物的低分子化合物称作单体，即单体是高分子化合物的合成原料。高分子材料都是通过单体聚合而成的，不同单体的化学组成不同，其性质自然也就不一样，如聚乙烯是由乙烯单体聚合而成的，聚丙烯是由丙烯单体聚合而成的，聚氯乙烯是由氯乙烯单体聚合而成的。由于单体不同，聚合物的性能也就不可能完全相同。高分子化合物的相对分子质量（又称分子量）都比较大，但是化学组成一般比较简单，其结构主要是重复排列的链状或者网状，因此高分子化合物又可以称为高聚物或聚合物。大分子链是由许多结构相同的基本单元重复连接而成的，这些重复单元称为链节，链节的重复数目则称作聚合度。例如，聚乙烯大分子链的结构式为

在这里，单位为，链节为[CH2—CH2]，聚合度为n。由此可以看出，聚合度越大、高分子化合物的大分子链节越长，其分子量也就越大。因此，高分子化合物与具有明确分子量的低分子化合物有所不同，同一高分子化合物因其聚合度不同，大分子链节的长短各异，其分子量也不尽相同。通常所说的高分子化合物分子量实际是其分子量的统计平均值。

2.高分子材料的合成方法

由低分子化合物合成为高分子化合物的反应称为聚合反应。常见的聚合反应有加聚反应和缩聚反应两种。

加聚反应是由一种或多种单体相互加成而形成聚合物的反应，这种反应没有低分子副产物生成。其中，单体为一种的称为均加聚，如乙烯加聚成聚乙烯；单体为两种或两种以上的则称为共加聚，如由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯3种单体共聚合成ABS塑料。

缩聚反应是由一种或多种单体相互作用而形成高分子化合物，同时析出新的低分子副产物的反应，其单体是含有两种或两种以上活泼官能团的低分子化合物。按照参加反应的单体不同，缩聚反应分为均缩聚和共缩聚两种。酚醛树脂、聚酰胺、环氧树脂等都是缩聚反应产物。

3.高分子材料的分类

（1）按来源分类

高分子材料按来源可分为天然、半合成（改性天然高分子材料）和合成高分子材料。天然高分子是生命起源和进化的基础。人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料，并掌握了其加工技术。如利用蚕丝、棉、毛织成织物，用木材、棉、麻造纸等。19世纪30年代末期进入天然高分子化学改性阶段，出现了半合成高分子材料。1907年出现了合成高分子酚醛树脂，标志着人类应用合成高分子材料的开始。进入现代以来，高分子材料已和金属材料、无机非金属材料一起成为科学技术、经济建设中的重要材料。

（2）按特性分类(www.xing528.com)

高分子材料按特性可分为橡胶、纤维、塑料、黏合剂、涂料和高分子基复合材料等。

①橡胶是一类线型柔性高分子聚合物，其分子链间次价力小，分子链柔性好，在外力作用下可产生较大形变，除去外力后能迅速恢复原状。橡胶有天然橡胶和合成橡胶两种。

②纤维分为天然纤维和化学纤维两种，天然纤维包括蚕丝、棉、麻、毛等；化学纤维是以天然高分子化合物或合成高分子化合物为原料，经过纺丝和后处理制得。纤维的次价力大、形变能力小、模量高，一般为结晶高分子化合物。

③塑料是以合成树脂或化学改性的天然高分子化合物为主要成分，再加入填料、增塑剂和其他添加剂制得。其分子间次价力、模量和形变量等介于橡胶和纤维之间。通常按合成树脂的特性可分为热固性塑料和热塑性塑料；按用途又可分为通用塑料和工程塑料。

④黏合剂是以天然和合成高分子化合物为主体制成的黏合材料，分为天然和合成黏合剂两种。应用较多的是合成黏合剂。

⑤涂料是以高分子化合物为主要成膜物质，添加溶剂和各种添加剂制得。根据成膜物质的不同，可分为油脂涂料、天然树脂涂料和合成树脂涂料。

⑥高分子基复合材料是以高分子化合物为基体，添加各种增强材料制得的一种复合材料，它综合了原有材料的性能特点，并可根据需要进行材料设计。

（3）按用途分类

高分子材料按其用途又可分为普通高分子材料和功能高分子材料。功能高分子材料除了具有高分子化合物的一般力学性能、绝缘性能和热性能外，还具有物质、能量和信息的转换，传递和储存等特殊功能。已经应用的有高分子信息转换材料，高分子透明材料，高分子模拟酶，生物降解高分子材料，高分子形状记忆材料和医用、药用高分子材料等。