塑料的革命
今天我們每個人都被塑料包圍著。從兒童玩具到儀器和容器，從計算機和電話機的外殼到汽車輪胎及其他部件，從尼龍緊身內衣到航天飛機零部件，我們的生活被牢牢地拴在大分子的長鏈上。用科學術語來說，具有這些大分子鏈的化合物稱為聚合物。塑料究竟是怎樣制成的，怎樣生產出日用物品？有哪些不同尋常的應用前景呢？當然，人們最關心的恐怕還是如何處理和再利用這些難以自然降解的塑料，因為這與環境保護密切相關。
聚合物的分子非常大，有時甚至是幾百萬個相同的小分子頭尾相接而得到一個極長的分子。聚合物也稱高分子化合物，不全是人工合成的。在自然界也有天然的大分子：各種生命形式中的蛋白質、土豆和糧食中的淀粉，或者木材的主要成分纖維素都是高分子物質。與一個水或氧的分子相比，高分子化合物的一個大分子要比它們大上數十倍乃至千萬倍。 對天然聚合物進行加工可獲得人造聚合物，使物質的特性得到加強，從而增強它的性能。從纖維素可生產人造絲，它是像蠶絲一樣細和光滑的纖維，但強度極高。
完全人工合成的聚合物“誕生”于1935年，杜邦化學公司實驗室研究人員華萊士合成了尼龍的第一個大分子。這種強度極高的紡織纖維的開發開創了我們稱為“材料革命”的時代。
不久，除了尼龍的“后幾代”紡織纖維外，以塑料和橡膠形式出現的合成聚合物迅速從實驗室研究過渡到日常生活的應用之中，并且以質量和價格的優勢排擠了木材、金屬等傳統材料。
當進一步的研究弄清楚了合成聚合物具有的潛能時，一場真正的革命才爆發了：為制造一件產品不再需要從現有的少數材料中去搜尋，而是根據產品性能的要求，去設計生產適合該產品需要的材料。
不同塑料的不同表現
無論是一個飲料瓶、一件防風衣還是一盤錄像帶，這些完全不同的東西都是用相同的聚會物制成的，只要把聚合物加以適當改變，就會使它們呈現出如此不同的性質。
只要改變聚合物大分子的結構，也就是說改變它的基礎分子的數量和排列方式，就能賦予它優于另一種材料的特性（如彈性、可塑性等等）。聚合物間的差別不僅取決于構成聚合物的原子的不同性質和這些原子所確定的鍵的種類，而且還取決于它們的大分子鏈的結構，即大分子在空間的排列。每一個不同結構就意味著形成一種新的聚合物，并具有與原有的聚合物不同的性能。
聚合物之間的重要差別還在于它們的結晶程度，即大分子順序排列的程度。可分為結晶聚合物和非結晶聚合物，結晶聚合物的鏈是有規則和有序排列的，非結晶聚合物的鏈是不規則排列的。如果聚合物結晶程度比較高，產品就會更堅硬結實但可塑性差，反之亦然。在合成樹脂、纖維和橡膠中，合成橡膠是結晶結構較少的聚合物。
不斷開發出多種多樣的加工方法也使聚合物具有了更廣泛用途，使用不同的加工方法可以使相同化學結構的高分子材料獲得非常不同的表面特性。所以，做成風衣或絨衣的紡織纖維只是把合成樹脂的大分子鏈“拉長”而已，不“拉長”的用來做瓶子的塑料，“拉長”成薄膜可用作磁帶的主要材料。對于橡膠，不管是天然的還是合成的，人們立刻會想到它的彈性。這些彈性聚合物也稱彈性體，有一種柔性，但經特殊處理，即硫化作用就成為“橡膠狀”和具有抗熱性的物質。
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發布時間：2016-06-15 10:36
