均聚物与共聚物：解锁塑料性能背后的化学奥秘
嘿！谁是有机化学爱好者？*蟋蟀声* 好吧，您可能不爱学它，但没有那些基于碳的分子链，生活会很艰难。所以在Protolabs，我们致力于向那些称为聚合物的特殊键合原子群致敬。这尤其真实，因为我们制造中使用的塑料都基于碳分子链，其化学结构影响强度、环境相互作用、外观等。但这不是有机化学课。不。这是一篇博客，帮您理解不同有机分子链如何影响您制造零件所选的材料。所以，给我个C（代表碳）！
单体：塑料的构建基石
单体是想与其他分子结合的分子，结合后形成称为聚合物的链，有点像拉丝奶酪。不出所料，该过程称为聚合。为简化起见，只需知道均聚物是含有单一单体重复链的聚合物。共聚物由两种或更多不同类型的键合单体组成。
没有单体就没有塑料。常见单体包括乙烯、丙烯、苯乙烯、甲醛、苯酚、乙腈和乙二醇。
均聚物与共聚物化学对比
特性 |
均聚物 |
共聚物 |
化学组成 |
单一重复单体 |
两种或更多单体 |
结构 |
简单链 |
复杂链 |
例子 |
PVC、聚乙烯、 |
聚(乙酸乙烯酯)、 |
例如，PVC，您地下室里常见的白色管道，由单一类型单体——氯乙烯——链接而成聚氯乙烯。“Poly”意为“多”。共聚物尼龙6/6是两种单体的组合：己二酸和己二胺。
构建共聚物
现在，这里有能让初次约会对象眼前一亮的知识。这是从简单分子到更复杂共聚物的基本示例（见插图）。从基本烃类——苯环开始。每个碳原子需要四个键达到稳定，可见苯环中每个碳原子与一个碳单键、与另一个碳双键。为完成平衡分子，我们给每个碳加一个氢原子。
制造苯乙烯（单体），将其中一个氢原子替换为C2H3基团。碳仍有四键、氢有一键，分子稳定。
制造均聚物聚苯乙烯，将苯乙烯分子键合。碳四键、氢一键依然存在。稳定。
从聚苯乙烯跨越到ABS稍复杂，因为需要添加丙烯腈和丁二烯单体到苯乙烯中。多种单体使其成为共聚物。所有原子对其1、4或氮的3键都满意。
您的第二次约会有保障了。
均聚物与共聚物：差异对比
例如，比较两种乙醛，均聚物Delrin和共聚物Celcon (即Tecaform)：
特性 |
均聚物 |
共聚物 |
结晶度 |
较高 |
较低 |
刚度 |
✓ |
|
抗张强度 |
✓ |
|
冲击抗性 |
✓ |
|
蠕变抗性 |
初期良好 |
长期更好 |
抗氧化性 |
✓ |
|
尺寸稳定性 |
短期 |
长期 |
耐水性 |
✓ |
|
耐温性 |
较高热变形温度 |
更耐长期高温暴露 |
值得注意的是，玻纤增强共聚物往往比其均聚物对应物更强、更持久。添加的玻璃纤维在改善机械性能上起决定性作用。上述差异在相关单体家族的所有均聚物和共聚物中普遍成立。
选择您的聚合物
归根结底，关键是为您的零件选择最佳材料，但了解均聚物和共聚物的基本差异，能让您对选择哪种最佳材料有更深入的洞察。
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