陈文凤

【摘 要】近几十年来，高分子合成材料在机械制造工业中显示了越来越重要的作用。

【关键词】高分子材料;合成;分类;防老化

高分子合成材料具有高强度、高绝缘性、高弹性、耐水、耐油、耐磨、耐腐蚀和质轻等一系列优异性能。近几十年来，高分子合成材料在机械制造工业中显示了越来越重要的作用。

一、高分子化合物的含义

1.高分子材料是以高分子化合物为主要组成物的材料。一般把相对分子量不超过500的称为低分子化合物，相对分子质量大于500的称为高分子化合物，它一般在103～107的范围内。相对分子质量大是高分子化合物最基本的特性。

2.高分子物质分子量虽大，但是组成高分子物质的每个大分子都是由一种或几种简单的低分子物质重复连接而成的。这类能组成高分子化合物的低分子化合物称为“单体”。例如：高分子化合物聚乙烯是由乙烯加成聚合而成的。

3.高分子化合物的分子量=链节分子量х聚合度

经过聚合而成的高分子化合物，每个分子链的聚合度是不同的，因此实际上高分子化合物是分子量大小不同的同系混合物。

目前人工合成的高分子已达上千种，获得实际应用的也有近百种，单是作为塑料使用的高分子就有40多种。虽然所合成的高分子化合物种类繁多，但它们都是从化学结构相同的小分子单体开始，经过聚合反应之后，单体间连接成分子量巨大的线性或网状高分子，这些高分子化合物基本上是通过加聚和缩聚两大类反应而得到。

1.加聚反应

加聚反应是指由一种或几种单体聚合而成高聚物的反应。在加聚反应过程中，没有低分子产物析出，而且生成的聚合物和单体具有相同的化学组成。最常见的加聚反应的单体是烯类化合物。按照参加反应的单体种类不同，加聚反应可分为均加聚和共加聚两种。

只有一种单体进行的聚合反应，叫做均聚合，其产物为均聚物。例如，聚乙烯、聚氯乙烯等都是均聚物。

由两种或两种以上的单体进行的聚合反应，叫做共聚合，所得产物为共聚物，例如ABS。

2.缩聚反应

缩聚反应是指由一种或几种单体相互聚合而形成高聚物的反应。在生成高聚物的同时析出水、氨、醇、卤化氢、酚等小分子化合物。其生成的高聚物叫做缩聚物。如聚酰胺、酚醛树脂等。同样，缩聚反应也可以分为均缩聚和共缩聚两种。

三、高分子化合物的分类

1.按来源分类

按照来源可分为两大类，一是天然高分子;二是合成高分子。天然高分包括来自植物的纤维素、淀粉、木材、天然橡胶树漆以及来自动物的皮、毛、角等。合成高分子是指通过化学反应而获得的一系列高分子化合物。

2.按用途分類

按它们的用途加以分类。一类主要是以良好的机械力学性能而获得应用的结构材料，这类高分子材料包括面大量广的通用高分子和高温（100℃）情况下具有高强度（50MPa）的工程塑料，以及复合材料。另一类高分子材料为非结构材料。该类材料除了有一定机械力学性能以外，主要具备某种特殊的功能，因而也称功能高分子。

3.按链结构分类

按它们主链的化学结构加以分类，一类是以线型链存在的线型高分子，如常用的聚乙烯、聚丙烯等长链高分子。这些线型高分子链之间以次价键力作用维系在一起。分子量很高，链很长，它们的机械强度很大。同时，由于这些线型链间没有化学键连接，它们是可溶可熔的，这类高分子称为热塑性高分子。另一类高分子是体型高分子，它们的链之间通过化学键的形式组成三维网络结构。这类高分子大多数都是在加热情况下由交联剂把线型的预聚物交联成的，所以也称热固性高分子，一旦形成，不能通过加热方式重新将它们塑造成其他形状，也不能为溶剂所溶解，只有在交联度不太大时可为溶剂所溶胀。

四、高分子材料的老化与防老化

合成高分子化合物在长期使用过程中，受到氧、光、热及微生物等的作用，其结构发生某些改变，从而导致其物理化学性质随时间的增长而逐渐变坏，即称为“老化”。老化的主要表现为材料的硬度及脆性提高了，强度降低了，也就是高分子化合物失去原有的弹性及挠曲性;与此同时，制件最初的尺寸也发生了变化。

引起高分子化合物老化的内在原因是高分子化合物大分子链的交联与裂解。与高分子化合物本身的结构和工作条件等有关。目前采取的防老化措施大致包括以下3个方面。

1.高分子化合物结构的改变

例如将聚氯乙烯氯化，可以改善其热稳定性;将ABS树脂改为A（丙烯腈）C（氯化聚乙烯）S（苯乙烯）共聚，则可提高其抗光老化性。

2.添加助剂

针对不同高分子化合物产生老化的机理，添加防老剂、紫外光吸收剂等。

3.表面处理

可在高分子化合物表面喷涂金属或涂料保护层，使之与空气、水分、阳光等隔绝，以防止老化。

随着科技的发展和越来越多的新技术不断涌现，高分子材料表面处理技术日益成熟和完善，高分子合成材料在机械制造工业中显示了越来越重要的作用，不断为人类生产生或生活服务。