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第四章 高聚物及非晶態(tài)結構

              4.1 高分子的結構(6)

    (3)嵌段共聚物:共聚物的線型主鏈是由兩種均聚物彼此鍵接鑲嵌而成的。
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    例如用陰離子聚合方法制得的苯乙烯與丁二烯的嵌段共聚物稱為SBS樹脂,其分子鏈的中段是聚丁二烯,兩端是聚苯乙烯。在常溫下,聚丁二烯是一種橡膠,而聚苯乙烯是硬性塑料,兩者是不相容的,因此SBS具有兩相結構。聚丁二烯段形成連續(xù)的橡膠相,而聚苯乙烯段形成微區(qū)分散在樹脂中,它對聚丁二烯起著交聯(lián)的作用。由于聚苯乙烯是熱塑性的,在高溫下能流動,所以SBS是一種可用注塑法進行加工而不需要硫化的橡膠,又稱為熱塑性彈性體。
    (4)接枝共聚物:共聚物中由一種單體單元的均聚物形成主鏈,在主鏈上接上由另一種單體單元的均聚物形成側鏈。
             
    例如聚氯乙烯(PVC)的低溫性能很差,低溫下容易發(fā)脆。如果將丁二烯通入聚氯乙烯粉末中,再用60Co進行輻射,使丁二烯接枝到聚氯乙烯的主鏈上,得到接枝共聚物,該共聚物在-30℃時的強度是聚氯乙烯均聚物的50倍以上,是一種耐寒性很好的產(chǎn)品;以20%的丁二烯與80%的苯乙烯進行接枝共聚,可以得到高抗沖的聚苯乙烯,它是一種韌性很好的塑料。
應用非常廣泛的ABS樹脂是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物。共聚方式是無規(guī)共聚與接枝共聚相結合,結構非常復雜。既可以以丁苯橡膠為主鏈,接枝上苯乙烯和丙烯腈,也可以以苯乙烯與丙烯腈的共聚物為主鏈,接枝上丁二烯和丙烯腈,還可以以丁腈橡膠為主鏈,接枝上苯乙烯。各種方法所得到的共聚物結構不同,最后材料的性能也有所不同。但總的來說,ABS樹脂兼有三種組分的特性,其中丙烯腈含有腈基,能使共聚物耐化學腐蝕,提高制品的抗張強度和硬度;丁二烯可使共聚物呈現(xiàn)橡膠狀韌性,提高制品的沖擊性能;而苯乙烯可以提高共聚物的高溫流動性能,使其便于加工成型,且可以提高制品的表面光潔度,因此ABS樹脂是一類性能優(yōu)良的熱塑性塑料。
  2. 高分子鏈的遠程結構
   1) 高分子的大小
   衡量化合物分子大小的最常用的指標是分子量。對于小分子來說,當分子結構確定以后,就有一定的均一的分子量,各種性質(zhì)也是一樣的。然而對于高聚物來說,除了有限的幾種蛋白質(zhì)及核酸以外,無論是天然高分子,還是合成高聚物,一般都是由許多分子量不同的大分子混合而成的。分子量不是均一的,具有一定的分布(圖4-3)。高聚物的這種特性稱為多分散性。因而高聚物的分子量只有統(tǒng)計的意義,只能用統(tǒng)計平均值來表示。若要確切地描繪高聚物試樣的分子量,除了給出分子量的統(tǒng)計平均值外,還應給出試樣的分子量分布。
??? 聚合物的分子量對材料的物理性能起重要作用。高聚物的分子量達到某一數(shù)值后,才能顯示出適用的機械強度,這一值稱為臨界聚合度。聚合物分子量分布對材料的物理機械性能影響很大。如材料的抗張強度、沖擊性能以及加工過程的流動性、成膜性和紡絲性能等都與分子量分布密切相關。因此,通過聚合物分子量分布的研究和控制以改進產(chǎn)品的性能是一項重要的課題。聚合物加工前的分子量分布取決于聚合反應機理,而在加工和使用過程中分子量分布的變化取決于降解機理。這樣,通過測定分子量分布可以研究聚合與降解動力學。

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