第1章 塑料概述
1.1 高聚物的分子结构与特性
1.1.1 树脂简介
树脂是塑料的主要成分。*早,树脂是指从树木中分泌出的脂物。后来又发现,从热带昆虫的分泌物中也可提取树脂。有些树脂还可以从石油中得到。这些都属于天然树脂,其特点是无明显的熔点,受热后逐渐软化,可溶解于有机溶剂,而不溶解于水。
由于天然树脂无论数量还是质量都不能满足现实需要,因此,在实际生产中所用的树脂都是合成树脂。合成树脂是人们按照天然树脂的分子结构和特性,用人工方法合成制造的。由于合成树脂是由相对分子质量小的物质经聚合反应而制得的相对分子质量大的物质,因此称之为高分子聚合物,简称高聚物。树脂一般在常温常压下为固体,也有的为粘稠液体。
有些合成树脂可以直接作为塑料使用(如聚乙烯、聚苯乙烯、尼龙等),但有些合成树脂必须在其中加入一些助剂,才能作为塑料使用(如酚醛树脂、氨基树脂、聚氯乙烯等)。
1.1.2 高分子与低分子的区别
不管是天然树脂还是合成树脂,它们都属于高分子聚合物,塑料的许多优异性能都与高聚物的分子结构密切相关。下面从三个方面介绍一下高分子与低分子的区别。
(1)分子中所含原子数在低分子物质中,每个分子所含原子数为几个、几十个,*多几百个。而高分子物质中,每个分子所含原子数为几千个、几万个甚至几十万个。由此可见,高分子所含原子数远远多于低分子。
(2)相对分子质量低分子物质的相对分子质量为几十、几百,而且相对分子质量是固定的。而高分子物质的相对分子质量可达几万、几十万、上百万甚至上千万,而且相对分子质量还可以根据需要进行改变。另外,树脂中无数个大分子的相对分子质量并不完全相同,有很大差别,因此高分子化合物的相对分子质量采用平均相对分子质量来表示。由此可见,高分子的相对分子质量远远大于低分子。
(3)分子长度高分子的分子长度远大于低分子的分子长度,如低分子乙烯分子长度为0.005um,而高分子聚乙烯分子长度为6.8um,是前者的12600倍,相差悬殊。从以上三个方面的区别可知,高分子是含原子数多、相对分子质量大且分子很长的巨型分子,因此高分子有许多不同于低分子物质的特性。
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