常见的高分子化合物是什么(聚合物分子构成)
100次浏览 发布时间:2024-09-08 11:31:34
高分子材料的化学结构,即聚合物的分子构成、键接结构与构型、共聚物的组成与序列分布、基团与端基、支化与交联等是决定其制品性能和加工性能的主要化学因素,而且高分子材料是否会在成型加工过程中发生化学变化,进而引起结构改变,也首先是由其化学结构决定的。因此,在为满足指定性能的高分子化合物选择原料时,必须首先考虑化学因素。
聚合物分子构成
共价键的形式
高分子化合物主要是由碳和氢两种元素构成,除此之外,还有氧、氮、氯、硅、氟等元素。通常这些元素之间以共价键的形式连接,表为构成高分子化合物的主要共价键的键能。
构成主链的共价键键能大小,决定了主链断裂的难易、成型时的稳定性和使用时的耐候性等,也与氧化、臭氧化、水解等降解性有关。
通常,主链断裂的可能性较小,而由氧化、臭氧化、水解等反应并存引起的降解断裂较容易。
范德华力和氢键是高分子化合物分子间的作用力,虽然并不大,但对高分子化合物及其制品的影响是很大的,如拉伸强度、弹性模量等机械性能和Tg,Tm等的热性能。必须指出,上述性能同样受刚性分子链的缠结行为和结晶性等的影响。
元素
按主链的构成元素,可以将高分子化合物分为三类:
(1)碳链聚合物
主链全部由碳原子组成,大多由加聚反应制得,分子间主要以次价力(范德华力)或氢键相吸引而显示一定强度,这类高分子化合物耐热性较低,不易水解。常见的有 PE、PP、PVC、PS、PMMA 等。
(2) 杂链聚合物
主链由碳原子与氧、氮或硫原子组成,主要由缩聚反应或开环聚合制得。其特点是链刚性大,耐热性和力学性能较高,可用作工程塑料,但分子中带有极性基团,较易水解、醇解或酸解。常见的有 PET、PA、PF、POM、PSF 等。
(3) 元素聚合物
主链不含碳原子,由硅、硼、铝、磷、铁、锗、钛与氧、氮、硫等原子组成,具有无机物的热稳定性和有机物的弹性和塑性,高耐热性是其特征。
侧基
虽然聚合物的性能主要由主链所决定,但侧基(取代基) 的组成、数量、大小(空间位阻) 对聚合物性质有一定的影响。表所示为不同的主链结构和不同侧基对高分子化合物 Tg、Tm的影响。引入芳基和共轭双键体系,可提高链段的刚性、增加分子间的作用力,Tg或Tm提高。