組成高分子鏈的原子之間是以共價(jià)鍵相結(jié)合的,高分子鏈一般具有鏈型和體型兩種不同的形狀。
當(dāng)今世界上作為材料使用的大量高分子化合物,是以煤、石油、天然氣等為起始原料制得低分子有機(jī)化合物,再經(jīng)聚合反應(yīng)而制成的。這些低分子化合物稱(chēng)為“單體”,由它們經(jīng)聚合反應(yīng)而生成的高分子化合物又稱(chēng)為高聚物。通常將聚合反應(yīng)分為加成聚合和縮合聚合兩類(lèi),簡(jiǎn)稱(chēng)加聚和縮聚。
加聚物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的書(shū)寫(xiě)方法:書(shū)寫(xiě)加聚物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式時(shí),將鏈節(jié)寫(xiě)在方括號(hào)內(nèi),將聚合度寫(xiě)在方括號(hào)的右下角,用橫線(xiàn)“—”表示端基
高分子的分子結(jié)構(gòu)可以分為兩種基本類(lèi)型:種是線(xiàn)型結(jié)構(gòu),具有這種結(jié)構(gòu)的高分子化合物稱(chēng)為線(xiàn)型高分子化合物。第二種是體型結(jié)構(gòu),具有這種結(jié)構(gòu)的高分子化合物稱(chēng)為體型高分子化合物。此外,有些高分子是帶有支鏈的,稱(chēng)為支鏈高分子,也屬于線(xiàn)型結(jié)構(gòu)范疇。有些高分子雖然分子鏈間有交聯(lián),但交聯(lián)較少,這種結(jié)構(gòu)稱(chēng)為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),屬體型結(jié)構(gòu)范疇。
兩種不同的結(jié)構(gòu),表現(xiàn)出相反的性能。線(xiàn)型結(jié)構(gòu)(包括支鏈結(jié)構(gòu))高聚物由于有立的分子存在,故具有彈性、可塑性,在溶劑中能溶解,加熱能熔融,硬度和脆性較小的特點(diǎn)。體型結(jié)構(gòu)高聚物由于沒(méi)有立大分子存在,故沒(méi)有彈性和可塑性,不能溶解和熔融,只能溶脹,硬度和脆性較大。因此從結(jié)構(gòu)上看,橡膠只能是線(xiàn)型結(jié)構(gòu)或交聯(lián)很少的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子,纖維也只能是線(xiàn)型的高分子,而塑料則兩種結(jié)構(gòu)的高分子都有。
線(xiàn)型非晶相高聚物具有三種不同的物理狀態(tài):玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)。猶如低分子物質(zhì)具有三態(tài)(固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài))一樣,但是高聚物的三態(tài)和低分子的三態(tài)本質(zhì)是不同的。橡膠和聚氯乙烯等塑料都是線(xiàn)型非晶相高聚物,但橡膠具有很好的彈性,而塑料則表現(xiàn)出良好的硬度,其原因就是由于它們?cè)谑覝叵滤幍臓顟B(tài)不同的緣故。塑料所處的狀態(tài)是玻璃態(tài),橡膠所處的狀態(tài)是高彈態(tài),把高聚物加熱到熔融時(shí)所處的狀態(tài)就是粘流態(tài)
玻璃態(tài)的特征是形變很困難,硬度大;高彈態(tài)的特征是形變很容易,具有高彈性;粘流態(tài)的特征是形變能任意發(fā)生,具有流動(dòng)性。這三種物理狀態(tài),隨著溫度的變化可互相轉(zhuǎn)化。