6.1 高聚物的分类_红外光谱在微量物证分析中的应用（第二版）-QQ阅读青春女生网

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6.1　高聚物的分类

高聚物有天然高聚物和合成高聚物。如蚕丝、羊毛、纤维素及天然橡胶等都是天然的高聚物。人工合成的高聚物的种类很多，为了学习和研究的方便，将它们按不同的方法分类。常用的分类方法有下列四种。

6.1.1　按工艺性质分类

按高聚物的加工工艺，高聚物主要可以分为橡胶、塑料和纤维三大类。

6.1.1.1　塑料

塑料（plastics）是以合成或天然聚合物为主要成分，辅以填料、增塑剂和其他助剂在一定温度和压力下加工成型的材料或制品。其中的聚合物常称作树脂（resin），有晶态和非晶态之分。塑料的行为介于纤维和橡胶之间，软塑料接近橡胶，硬塑料接近纤维。随软塑料的结晶度由中到高，熔融温度（Tm）、玻璃化转变温度（Tg）、弹性模量（15～350 kN/ cm2）、抗张强度（1.5～7 kN/ cm2）、伸长率（20%～800%）也由中到高。聚乙烯、聚丙烯和结晶度中等的聚酰胺-66均属于软塑料。硬塑料的特点是刚性大、难变形，弹性模量（70～3500 kN/ cm2）和抗张强度（3～8.5 kN/ cm2）都很高，而断裂伸长率很低（0.5%～3%）。

根据受热后的状态可进一步把塑料分为两类：热塑性塑料和热固性塑料。凡受热后可塑化或软化，冷却后又凝固成型并可反复进行此过程的称为热塑性塑料。热塑性塑料的代表性品种有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。凡受热后可塑化或软化，并发生化学变化而固化成型，冷却后再受热时不再发生塑化变形的称为热固性塑料。热固性塑料主要有酚醛树脂、脲醛树脂、聚氨酯和不饱和聚酯等。

6.1.1.2　纤维

纤维（fiber）指长度为直径的100倍以上，柔韧、纤细的丝状物，具有相当的长度、强度和弹性，在室温下轴向强度很大，受力后形变较小（一般仅为百分之几至百分之二十）的高分子材料。纤维通常是线型结晶聚合物，平均分子量较橡胶和塑料低。纤维不易形变，弹性模量（大于35 kN/ cm2）和抗张强度（大于35 kN/ cm2）都很高。用作纤维的聚合物常带有某些极性基团，如羟基、羧基、氨基等，这些极性基团可以增加大分子间的次价力；用作纤维的聚合物还要有高的结晶能力，通过拉伸可提高结晶度。

纤维包括天然纤维、人造纤维和合成纤维，后两者统称为化学纤维。由纤维素组成的棉、麻和由蛋白质组成的丝、毛是天然纤维；由纤维素经化学处理获得的醋酯纤维、黏胶纤维等属人造纤维。真正由小分子化合物合成的涤纶、锦纶、腈纶等称为合成纤维。

6.1.1.3　橡胶

橡胶（rubber）是一类线型柔顺的高分子聚合物，分子间次价力小，具有典型的高弹性，在很小的作用力下，能产生很大的形变（500%～1000%），外力除去后，能基本恢复原状。因此，要求用作橡胶类的聚合物完全无定形，玻璃化转变温度低，便于大分子的运动，经少量交联，可消除永久的残余形变。以天然橡胶为例，玻璃化转变温度（Tg）为 −73 ℃，弹性模量约为2.5～5.2 MPa。

橡胶通常都经硫化而轻度交联，轻度交联后，受热不能塑化，形成的网络结构可防止大分子链相互滑移，增大弹性形变。橡胶交联度增大，弹性下降，弹性模量上升；高度交联可得到硬橡胶。

应用最广的橡胶品种有天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶和乙丙橡胶。

有一类非化学交联的高分子材料既有高弹性又能热塑成型，称为热塑性弹性体。如苯乙烯−丁二烯−苯乙烯三元嵌段共聚物（SBS）、乙烯-丙烯二元嵌段共聚物（EP）等。橡胶和其他具有高弹性的聚合物统称弹性体。

除上面三大类外，涂料、黏合剂和离子交换树脂等也属高聚物。树脂是指未经加工成型的高聚物，以区别成型后的塑料、纤维、橡胶等制品。