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    高分子化合物的分子量 高分子化合物和一般化合物的不同之點,主要表現(xiàn)在分子量的大小.普通無機物或有機物的分子量不過幾十或幾百,一千到二千的就很少見.而高分子化合物的分子量很大,可達兒萬甚至幾千萬.這種種巨大分了子量的物質(zhì),分子間的吸引力很大,又是相互糾纏在一起,因此,它們的物理性質(zhì)如機械強度、彈性、可塑性等要比低分子化合物優(yōu)越得多.顯然,高分子化合物的物理性質(zhì),和它們的巨大分子量是有很大的關(guān)系.

    高分子化合物的結(jié)構(gòu)  高分子化合物的結(jié)構(gòu)和一般有機物相似,也是由許多原子按照一定的方式有秩序地結(jié)合起來的,具有一定形狀,不過比較復(fù)雜,它們的結(jié)構(gòu),大致可分為線型和體型(網(wǎng)狀)兩種線型結(jié)構(gòu)的高分子化合物,主要由碳原子彼此以共價鍵相聯(lián)結(jié)而成為長鏈.有時在鏈中也可能夾雜著其他元素如氮、氧和硫等原子.這種種鏈可以有不同的長度,原子數(shù)可以多

至幾萬個,但不論鏈有多長,鏈的結(jié)構(gòu)總是由一種特定結(jié)構(gòu)的單位,稱為“鏈節(jié)”的多次重復(fù)所組成.例如聚氯乙烯這種高分子物質(zhì)的結(jié)構(gòu)是:

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它是由氯乙烯(CH2=CHC1)聚合而成:

    另一些高分子化合物的結(jié)構(gòu),是由一條很長的主鏈和許多較短的支鏈相聯(lián)結(jié),形成若干分枝.如圖5·1(bの)所示.這種線型結(jié)構(gòu)又叫做枝型結(jié)構(gòu).線型結(jié)構(gòu)的分子不論有沒有分枝,實際上都是蜷曲的。

    還有一些高分子化合物,由于支鏈的存在,使主鏈之間發(fā)生許多“交聯(lián)”而形成網(wǎng)狀,如圖51()所示.這種種臺叫做體型結(jié)構(gòu)構(gòu).體型結(jié)構(gòu)的分子不僅是蜷出的,而且是立體的網(wǎng)狀,這是因為“交聯(lián)”不是發(fā)生在同一個平面里的緣故。

    高分子化合物的結(jié)構(gòu)是決定它的性質(zhì)的重要因素,如線型高分子化合物,一般可以溶解于適當(dāng)?shù)娜軇├?且受熱后能夠熔融融;但體型高分子化合物就既不能溶解,也不能熔融.但是線型和體型并沒有絕對的界限,支鏈多的線型化合物的性質(zhì)就接近于體型,而且還可以通過加熱引起線型分子里的某些官能團的化學(xué)變化,使線型結(jié)構(gòu)變?yōu)轶w型的.

    高分子化合物的性質(zhì)  由于高分子化合物的分子量和結(jié)構(gòu)跟低分子化合物有很大的差別,因而具有許多優(yōu)越的性質(zhì)它們一般都有如下的幾種基本特性：

    1.彈性線型結(jié)構(gòu)的高分子化合物,在普通情況下,它的分子長鏈是蜷曲的,當(dāng)受到外力作用時可以被拉直一些,當(dāng)外力取消后又能恢復(fù)原狀,這就是具有彈性.不同的線型分子具有不同程度的彈性,其中以橡膠的彈性為較大.交聯(lián)不多的體型高分子化合物也有彈性.但如交聯(lián)過多,網(wǎng)的格子過小時,如硬橡皮因為多加了硫而發(fā)生過多的交聯(lián),就會失去彈性。

    2.可塑性我們知道,象火漆一類物質(zhì),當(dāng)加熱到一定溫度以上時就漸漸軟化,這時可以把它用來封口和打印,冷卻后,所造成的形狀就保持不變,火漆印就是這樣形成的.這種性質(zhì)叫做可塑性.線型高分子化合物便具有可塑性.,體型高分子化合物因交聯(lián)很多,當(dāng)加熱時不能軟化,也就沒有可塑性。

    3.機械強度物質(zhì)在受到外力的拉、壓、彎曲或扭轉(zhuǎn)時容易折斷或碎裂,這是由于分子間的引力抵抗不了外力,因而分子分離的緣故,所以物質(zhì)在荷重所產(chǎn)生的應(yīng)力(拉、壓、扭轉(zhuǎn)、彎曲等)作用下的抵抗破壞作用的性質(zhì),叫做機械強度,物質(zhì)的抗拉、抗壓、抗扭轉(zhuǎn)、抗彎曲的能力,都有一定限度.例如丁鈉橡膠的抗拉強度是210~~229公斤/厘米2.就是說,橫截面為1平方厘米的橡膠品,可以受得起210~229公斤的拉力,超過這個極限,就要被拉斷了,物質(zhì)機械強度的大小,在用作結(jié)構(gòu)材料時是非常重要的,說得通俗一些,這就是“牢不牢”的問題。

     高分子化合物的機械強度和它的分子量、分子結(jié)構(gòu)和結(jié)晶性有關(guān).一般說來,同一種聚合物,分子量越大,機械強度就越大.分子結(jié)構(gòu)成網(wǎng)狀的,強度有顯著增加.高分子化合物的結(jié)晶和低分子的不同.高分子的所謂結(jié)晶,只是一部分鏈排列得比較整齊,這種種結(jié)晶叫做微晶.在高分子化合物中微晶和無定形狀態(tài)是同時存在的,微晶的存在,對物質(zhì)的機械強度也有很大的影響,一般來說,結(jié)晶度越大,強度也越大線型高分子化合物如在熔融時把它拉長,就有一部分分子排列成微晶狀態(tài),冷卻定形后,這部分分子的鏈不再恢復(fù)原來的蜷曲洑態(tài).象合成纖維在經(jīng)過多次的熔融延伸后,它的結(jié)晶度就有所增大,從而增加了它的機械強度。

    4.絕緣性高分子有機物一般都不能導(dǎo)電,具有良好的絕緣性.象聚乙烯和聚苯乙烯等高分子物質(zhì)的絕緣性,比玻璃和瓷器的還要高.只有分子里含有羧基(-COOH)、氨基(-NH2)、氯基(一CN)和氯原子(-C)等極性基團①的高分。

①由于這些基團具有極性鍵(參看第二冊紛子的形成”),就叫做極性基團.交流電通過導(dǎo)體,只要使導(dǎo)體中電荷或分子中的極性基團隨著電壓的方向發(fā)生周期性的轉(zhuǎn)移,電流就能通過.因此分子上帶有極性基團的高分于化合物是可以通過交流電的,但極性基團不能從這一端流動到那一端,直流電就不能通過,因為直流電是依靠電子或離子的自由流動而通過的,所以這種高分子化合物是直流電的絕緣體.至于不帶極性基團的高分子化合物就不僅對直流電有絕綠性,對交流電也是絕緣體。

子有機物,絕緣性才略有減退.同時高分子有機物無吸水性,這也是它絕緣性高的因素之一,因為潮濕的東西是容易導(dǎo)電的。

    高分子有機物除了上述的幾種特性外,一般還有耐油、耐氧化、耐酸堿和耐腐蝕等化學(xué)穩(wěn)定性以及隔音、隔熱、不透氣和不透水等優(yōu)良物理性質(zhì)。