商业上为了方便,常给某些合成纤维以商品名称,称为“某纶”。
锦纶(或尼龙)聚酰胺类合成纤维,它的商品名称叫“锦纶”或“尼龙”,如,锦纶-6、锦纶-66,尼龙-610等。
凡是后面有两个或两个以上数字的,表示这种聚酰胺纤维是由二元胺和二元酸两种单体缩聚而成的。
前面的数字是二元胺的碳原子数,后面的数字是二元酸的碳原子数。如,尼龙-610是由己二胺和癸二酸缩聚而成的。
凡是后面只有一个数字的,表示这种聚酰胺纤维是由某碳原子个数的内酰胺聚合而成的。如,锦纶-6是由己内酰胺聚合而成的。
聚酯纤维是指纤维分子中各个链节,都是以酯基相连接形成的高分子化合物,商品名称叫“涤纶”。
目前,工业生产中产量最大的涤纶是聚对苯二甲酸乙二酯,俗称“的确良”。
另外,还有一些常见的高分子化合物的商品名称,如,“腈纶”、“丙纶”、“氯纶”、“维尼纶”,等等。
高聚物的性能不仅与高分子的相对分子质量和分子结构有关,也和分子间的互相关系,即聚集状态有关。
同属线型结构的高聚物,有的具有高弹性(如天然橡胶),有的则表现出很坚硬(如聚苯乙烯),就是由于它们的聚集状态不同的缘故。
即使是同一种高聚物由于聚集状态不同,性能也会有很大的差别,例如,化学纤维在制造过程中必须经过拉伸,就是为了改变聚物内部分子的聚集状态。
使其分子链排列得整齐一些,从而提高分子间的吸引力,使制品强度更好。
从结晶状态来看,线型结构的高聚物有晶相的和非晶相的。晶相高聚物由于其内部分子排列很有规律,分子间的作用力较大,故其耐热性和机械强度都比非晶相的高,熔限较窄。
非晶相高聚物没有一定的熔点,耐热性能和机械强度都比晶相的低,由于高分子的分子链很长,要使分子链间的每一部分都作有序排列是很困难的。
因此,高聚物都属于非晶相或部分结晶的。部分结晶高聚物的结晶性区域称为微晶;微晶的多少称为结晶度。
例如,常见的聚氯乙烯、天然橡胶、聚酯纤维等高聚物都是属于线型非晶相的高聚物。只有少数是定向聚合得到的,如聚乙烯、聚苯乙烯等是部分晶相的。
部分晶相的高聚物是由晶相的微晶部分镶嵌于无定形部分中而成的。
体型结构的高聚物,例如,酚醛塑料、环氧树脂等,由于分子链间有大量的交联,分子链不可能产生有序排列,因而都是非晶相的,对于少量交联的网状高聚物。
因其交联少,链段间也可能产生局部的有序排列,但这种局部的有序排列,其分子间的吸引力不足以保持在这种状态,而容易恢复到原来的无序状态。
线型非晶相高聚物具有三种不同的物理状态:玻璃态、高弹态和粘流态。犹如低分子物质具有三态(固态、液态和气态)一样,但是高聚物的三态和低分子的三态本质是不同的。
橡胶和聚氯乙烯等塑料都是线型非晶相高聚物,但橡胶具有很好的弹性,而塑料则表现出良好的硬度,其原因就是由于它们在室温下所处的状态不同的缘故。
塑料所处的状态是玻璃态,橡胶所处的状态是高弹态,把高聚物加热到熔融时所处的状态就是粘流态。
玻璃态的特征是形变很困难,硬度大;高弹态的特征是形变很容易,具有高弹性;
粘流态的特征是形变能任意发生,具有流动性。这三种物理状态,随着温度的变化可互相转化。
高分子的应用极 为广泛,遍及人们的 衣、食、住、行,国民经 济各部门和尖端技术。
功能高分子的问世,使合成高分子的应用发展到更精细、更高级的水平,不仅对促进工农业生产和尖端技术,而且对探索生命的奥秘、攻克癌症和治疗遗传性疾病都起着重要推动作用。
据推算,21世纪地球上人口将超过100 亿,届时粮食、能源、 环境、资源等将成为 使人类社会更感困扰的问题。
对此,高分子科学将发挥重要作用。如利用高分子调整水分的蒸发和散失以改良土壤、绿化沙漠、扩大耕 地、控制生态体系,促进粮食增产;
制取高转化率的光电池,用以分解水制氢和氧,用作燃料电池和化工原料; 开发新型高分子催化剂,利用空气中氮在常温常压下合成氨等。治理现代社会的环境污染同样离不开高分子的应用。
但高分子易燃、易老化,不能降解,不被细 菌腐蚀,不为土壤吸收。大量使用后丢弃,已造 成严重公害。
迫切需要研制能在自然环境中降 解、分解而不造成污染的新型高分子。这是高 分子科学今后发展的重要新课题、新方向之一。
线型结构的整个分子犹如一条长链。这种结构通常卷曲成不规则的团状,受拉伸时则可成直线状。
线型结构的高聚合物具有良好的弹性和塑性,在适当的溶剂中可以溶解,加热可软化或熔化。因此线型结构的高聚合物易于加工成型,并可重复使用。
自由基,化学上也称为“游离基”,是指化合物的分子在光热等外界条件下,共价键发生均裂而形成的具有不成对电子的原子或基团。
(共价键不均匀裂解时,两原子间的共用电子对完全转移到其中的一个原子上,其结果是形成了带正电和带负电的离子,这种断裂方式称之为键的异裂。)
在一个化学反应中,或在外界(光、热、辐射等)影响下,分子中共价键断裂,使共用电子对变为一方所独占,则形成离子;
若分裂的结果使共用电子对分属于两个原子(或基团),则形成自由基。因为存在未成对电子,自由基和自由原子非常的活泼,通常无法分离得到。
不过在许多反应中,自由基和自由原子以中间体的形式存在,尽管浓度很低,存留时间很短。
外界环境中的阳光辐射、空气污染、吸烟、农药等都会使人体产生更多活性氧自由基,使核酸突变,这是人类衰老和患病的根源。
体内活性氧自由基具有一定的功能,如免疫和信号传导过程。
但过多的活性氧自由基就会有破坏作用,导致人体正常细胞和组织的损坏,从而引起多种疾病。如心脏病、老年痴呆症、帕金森病和肿瘤。