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。
前者為線型結(jié)構(gòu)的高分子,受熱時(shí)可以軟化和流動(dòng),可以反復(fù)多次塑化成型,次品和廢品可以回收利用,再加工成產(chǎn)品。后者為體型結(jié)構(gòu)的高分子,一經(jīng)成型便發(fā)生固化,不能再加熱軟化,不能反復(fù)加工成型,因此,次品和廢品沒(méi)有回收利用的價(jià)值。塑料的共同特點(diǎn)是有較好的機(jī)械強(qiáng)度(尤其是體形結(jié)構(gòu)的高分子),作結(jié)構(gòu)材料使用。
纖維又可分為天然纖維和化學(xué)纖維。后者又可分為人造纖維(如粘膠纖維、醋酸纖維等)和合成纖維(如尼龍、滌綸等)。人造纖維是用天然高分子(如短棉絨、竹、木、毛發(fā)等)經(jīng)化學(xué)加工處理、抽絲而成的。合成纖維是用低分子原料合成的。纖維的特點(diǎn)是能抽絲成型,有較好的強(qiáng)度和撓曲性能,作紡織材料使用。
塑料中的“四烯”(聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯),纖維中的“四綸”(錦綸、滌綸、腈綸和維綸),橡膠中的“四膠”(丁苯橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠和乙丙橡膠)都是用途很廣的高分子材料,為通用高分子。
在線型結(jié)構(gòu)(包括帶有支鏈的)高分子物質(zhì)中有立的大分子存在,這類(lèi)高聚物的溶劑中或在加熱熔融狀態(tài)下,大分子可以彼此分離開(kāi)來(lái)。而在體形結(jié)構(gòu)(分子鏈間大量交聯(lián)的)的高分子物質(zhì)中則沒(méi)有立的大分子存在,因而也沒(méi)有相對(duì)分子質(zhì)量的意義,只有交聯(lián)度的意義。交聯(lián)很少的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)高分子物質(zhì)也可能被分離的大分子存在 。
線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)