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第四章 高聚物及非晶态结构

              4.1 高分子的结构(6)

    (3)嵌段共聚物:共聚物的线型主链是由两种均聚物彼此键接镶嵌而成的。
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    例如用阴离子聚合方法制得的苯乙烯与丁二烯的嵌段共聚物称为SBS树脂,其分子链的中段是聚丁二烯,两端是聚苯乙烯。在常温下,聚丁二烯是一种橡胶,而聚苯乙烯是硬性塑料,两者是不相容的,因此SBS具有两相结构。聚丁二烯段形成连续的橡胶相,而聚苯乙烯段形成微区分散在树脂中,它对聚丁二烯起着交联的作用。由于聚苯乙烯是热塑性的,在高温下能流动,所以SBS是一种可用注塑法进行加工而不需要硫化的橡胶,又称为热塑性弹性体。
    (4)接枝共聚物:共聚物中由一种单体单元的均聚物形成主链,在主链上接上由另一种单体单元的均聚物形成侧链。
             
    例如聚氯乙烯(PVC)的低温性能很差,低温下容易发脆。如果将丁二烯通入聚氯乙烯粉末中,再用60Co进行辐射,使丁二烯接枝到聚氯乙烯的主链上,得到接枝共聚物,该共聚物在-30℃时的强度是聚氯乙烯均聚物的50倍以上,是一种耐寒性很好的产品;以20%的丁二烯与80%的苯乙烯进行接枝共聚,可以得到高抗冲的聚苯乙烯,它是一种韧性很好的塑料。
应用非常广泛的ABS树脂是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物。共聚方式是无规共聚与接枝共聚相结合,结构非常复杂。既可以以丁苯橡胶为主链,接枝上苯乙烯和丙烯腈,也可以以苯乙烯与丙烯腈的共聚物为主链,接枝上丁二烯和丙烯腈,还可以以丁腈橡胶为主链,接枝上苯乙烯。各种方法所得到的共聚物结构不同,最后材料的性能也有所不同。但总的来说,ABS树脂兼有三种组分的特性,其中丙烯腈含有腈基,能使共聚物耐化学腐蚀,提高制品的抗张强度和硬度;丁二烯可使共聚物呈现橡胶状韧性,提高制品的冲击性能;而苯乙烯可以提高共聚物的高温流动性能,使其便于加工成型,且可以提高制品的表面光洁度,因此ABS树脂是一类性能优良的热塑性塑料。
  2. 高分子链的远程结构
   1) 高分子的大小
   衡量化合物分子大小的最常用的指标是分子量。对于小分子来说,当分子结构确定以后,就有一定的均一的分子量,各种性质也是一样的。然而对于高聚物来说,除了有限的几种蛋白质及核酸以外,无论是天然高分子,还是合成高聚物,一般都是由许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(图4-3)。高聚物的这种特性称为多分散性。因而高聚物的分子量只有统计的意义,只能用统计平均值来表示。若要确切地描绘高聚物试样的分子量,除了给出分子量的统计平均值外,还应给出试样的分子量分布。
??? 聚合物的分子量对材料的物理性能起重要作用。高聚物的分子量达到某一数值后,才能显示出适用的机械强度,这一值称为临界聚合度。聚合物分子量分布对材料的物理机械性能影响很大。如材料的抗张强度、冲击性能以及加工过程的流动性、成膜性和纺丝性能等都与分子量分布密切相关。因此,通过聚合物分子量分布的研究和控制以改进产品的性能是一项重要的课题。聚合物加工前的分子量分布取决于聚合反应机理,而在加工和使用过程中分子量分布的变化取决于降解机理。这样,通过测定分子量分布可以研究聚合与降解动力学。

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