有机高分子化合物简称高分子化合物或高分子,又称高聚物。高分子化合物是衣、食、住、行和工农业生产各方面都离不开的材料,其中棉、毛、丝、塑料、橡胶等都是最常用的。以往人们使用的高分子材料都取自天然产物。物质文明和精神文明都高度发展的今天,天然高分子材料已经不能满足生产、生活和科技各方面日益增长的需要。近代化学化工科学技术的迅速发展,创造了许多自然界从来没有过的人工合成高分子化合物,对满足各种需求做出了重要贡献。
高分子是由一种或几种结构单元多次(103~105)重复连接起来的化合物。它们的组成元素不多,主要是碳、氢、氧、氮等,但是相对分子质量很大,一般在10 000以上,可高达几百万。因此才叫做高分子化合物。
例如,用量很大的聚氯乙烯(PVC)是由结构单元氯乙烯(CH2=CHCl),是由两种结构单元—NH—(CH2)6—NH—和—CO(CH2)4CO—多次重复连接而成。有一些结构复杂或者结构尚未确定的高分子化合物,在名称上有时加“树脂”二字。例如酚醛树脂、脲醛树脂等。
高分子化合物的这种很不一般的结构,使它表现出了非同凡响的特性。例如,高分子主链有一定内旋自由度,可以弯曲,使高分子链具有柔性;高分子结构单元间的作用力及分子链间的交联结构,直接影响它的聚集态结构,从而决定高分子材料的主要性能。
高分子化合物固、液、气三种存在状态的变化一般并不很明显。固体高分子化合物的存在状态主要有玻璃态、橡胶态和纤维态。固体状态的高分子化合物多是硬而有刚性的物体。无定形的透明固体高分子化合物很像玻璃,故称它为玻璃态。在橡胶态下,高分子链处于自然无规则和卷曲状态,在应力作用下被拉伸,去掉应力又恢复卷曲,表现出弹性。纤维是由高分子化合物构成的长度对直径比大很多倍的纤细材料。
高分子化合物的基本结构特征,使它们具有跟低分子化合物不同的许多宝贵性能。例如机械强度大、弹性高、可塑性强、硬度大、耐磨、耐热、耐腐蚀、耐溶剂、电绝缘性强、气密性好等,使高分子材料具有非常广泛的用途。
通常使用的高分子材料,常是由高分子化合物加入各种添加剂所形成,其基本性能取决于所含高分子化合物的性质,各种不同添加剂的作用在于更好地发挥、保持、改进高分子化合物的性能,满足不同的要求,用在更多的方面。
随着化学化工的发展,高分子化合物的品种日益增加。对众多的高分子化合物可以从不同角度进行分类。通常的分类方法有:
①根据来源分为天然高分子化合物、合成高分子化合物和半合成高分子化合物。天然高分子化合物如纤维素、淀粉等;各种人工合成的高分子如聚乙烯、聚丙烯等为合成高分子化合物;醋酸纤维素等为半合成高分子化合物。
②根据合成反应特点分为聚合物、缩合物和开环聚合物等。
③根据性质和用途分为塑料、橡胶、纤维等。
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