关于聚合物你需要知道的事情

聚合物在我们今天很常见，尽管有各种各样的不同类型和不同的分类。在上一篇文章中，我们将这些不同类型的塑料解释为商品塑料和特殊类型。我们还看到了塑料的应用和一些好处。我想让你看看！

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那么，今天我们将仔细研究聚合物的定义、物理状态、特性和添加剂。我们还将区分热塑性塑料和热固性塑料。

什么是聚合物？

聚合物是分子非常大的化合物，看起来像一条长链，由一系列看似无穷无尽的相互连接的链接组成。这些分子的大小被解释为非凡，以数千甚至数百万原子质量单位肆虐。分子的大小、物理状态和结构是塑料众所周知的独特特性，使其能够成型和成型。

热塑性和热固性

如前所述，被归类为塑料的聚合物分为两大类：热塑性塑料和热固性塑料。

像聚乙烯和聚苯乙烯这样的热塑性塑料是能够反复成型和再成型的塑料。这进一步说明，泡沫聚苯乙烯杯可以加热并重新塑造成新的形式——可能是盘子或盘子。

热塑性聚合物结构是彼此分离并流过彼此的单个分子的结构。这些分子可能具有极高或极低的分子量。它们在结构上可以是支链或线性的，但仍然具有可分离性和随之而来的流动性的特征。这些类型的聚合物被称为商品塑料。

另一方面，热固性塑料是不能通过再加热再加工的聚合物。这是因为，在初始加工过程中，热固性树脂会发生化学反应，使其变得不熔和不溶。当以这种方法生产聚合物时，再加工或加热可能会导致应用程序崩溃。

聚合物的物理状态和分子形态

聚合物的塑性行为也可能受到其形态或大规模分子排列的影响。因此，聚合物形态可以是无定形的或结晶的。无定形分子随机排列，相互缠绕。而结晶分子排列紧密，无序排列。

众所周知，热固性塑料是无定形的，而热塑性塑料要么是无定形的，要么是半结晶的。半结晶材料在无定形基体中显示出称为微晶的结晶区域。

已知热塑性材料在一定温度下保持其模制形状。这是由特定聚合物的玻璃化转变温度或熔融温度设定的。低于该温度称为玻璃化转变温度（Tg）。高分子材料的分子被冻结，也称为玻璃态；分子之间几乎没有运动或没有运动。这使得材料更硬，甚至更脆。

高于玻璃化转变温度 Tg 时，聚合物的无定形部分进入橡胶态。即分子表现出增加的流动性，材料变得可塑性甚至有弹性，即具有被拉伸的能力。

在聚苯乙烯等非结晶聚合物的情况下，升高温度将进一步直接导致液态。另一方面，对于低密度聚乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯等部分结晶的聚合物，要经过熔融温度（Tm）才能达到液态。

超出这一点，结晶区域不再稳定，橡胶状或液态聚合物可以模塑或挤出。由于热固性塑料在预热时不会熔化，因此它们的尺寸稳定，直至化学降解开始的温度。

聚合物的性质

聚合物的物理状态和形态对其力学性能起着完美的作用。它们的力学行为的不同在于塑料在张力下加载（应力）时发生的伸长率。

例如，聚苯乙烯等玻璃状聚合物非常坚硬，显示出很高的初始应力与初始伸长率之比。而聚乙烯和聚丙烯这两种高结晶性塑料可用作薄膜和模制品。这是因为它们的非晶区在室温下远高于它们的玻璃化转变温度。

这些聚合物在玻璃化转变 Tg 以上的坚韧韧性来自于存在于无定形橡胶基质中的结晶区域。这些塑料有可能达到 100% 到 1000% 的伸长率。

因为 PET（另一种半结晶塑料）的玻璃化转变 Tg 高于室温，所以结晶部分存在于玻璃状基质中。正因为如此，该材料在应力下具有刚度和高尺寸稳定性，这对饮料瓶和录音带有很大的好处。

众所周知，几乎所有塑料在受到应力时都会表现出一定的伸长率，而当消除应力时，这种伸长率不会恢复。这种情况被称为“蠕变”，对于远低于其 Tg 的塑料来说，这种情况可能非常小。对于高于 Tg 的部分结晶塑料来说，这可能很重要。

观看有关聚合物特性的视频：

聚合物最常用的机械性能包括断裂应力、刚度、拉伸强度，并在性能和应用表中量化为弯曲模量。韧性是聚合物的另一个重要特性，它是聚合物在失效前吸收的能量。这通常是突然撞击的结果。反复施加低于塑料抗拉强度的应力可能导致疲劳失效。

几乎所有塑料都是热的不良导体；当将气体（通常是空气）引入材料时，电导率会进一步降低。例如，用于热饮杯的发泡聚苯乙烯的导热率约为未发泡聚合物的四分之一。仅当塑料具有导电性时，塑料也是电绝缘体；此外，导电性对塑料很重要，因为介电强度（耐高压击穿）。它作为介电损耗也很重要（当插入交流电时以热量形式耗散的能量的量度）。

聚合物添加剂

添加剂也可以称为与聚合物结合的成分，以达到适合产品的一组特性。然而，在许多塑料产品中，聚合物只是一种成分。在加工和制造过程中混合了其他添加剂的组合。

以下解释的是聚合物中用于获得合适产品的添加剂。

增塑剂：

增塑剂用于改变聚合物的玻璃化转变 Tg。例如，聚氯乙烯 (PVC) 通常与非挥发性液体混合以改变玻璃化转变。家庭中使用的乙烯基壁板需要 Tg 为 85 至 90 ⁰ 的未增塑硬质 PVC C (185 到 195 ⁰ F）。但是，即使在 0 ⁰ 时，PVC 花园软管也应该保持柔韧性 C (32 ^o F)。

有更多的聚合物可以增塑，但 PVC 在接受和保留各种分子大小和化学成分的增塑剂方面是独一无二的。增塑剂还可能影响聚合物的可燃性、气味、生物降解性，甚至影响成品的成本。

着色剂：

由于塑料产品的最终外观必须具有吸引力，因此在加工和制造过程中加入着色剂是必要的。流行的塑料着色颜料是二氧化钛和氧化锌（白色）、碳（黑色）以及其他各种无机氧化物，如铁和铬。其他一些有机化合物可以用作颜料（不溶性）或染料（可溶性）来添加颜色。

增援：

顾名思义，增强材料用于改善塑料的机械性能。各种材料，如二氧化硅、炭黑、滑石、云母和碳酸钙，以及短纤维，都可以作为颗粒填料加入。使用长纤维甚至连续纤维作为增强材料，尤其是使用热固性材料，可以在下面的纤维增强部分进行描述。）。

在聚丙烯和聚乙烯等塑料的制造过程中引入大量颗粒填料可以增加它们的刚度。当温度低于聚合物的 Tg 时，效果可能不那么显着。

稳定剂：

稳定剂有助于提高任何应用中的使用寿命和使用寿命。塑料的特性越少越好。添加稳定剂，通常少量添加以对抗老化的影响。由于所有碳基聚合物都会发生氧化，因此常用的稳定剂是抗氧化剂。受阻酚和叔胺在塑料中的使用浓度低至百万分之几。

结论

聚合物是描述塑料的常用形式，它们有多种形式，可以加工以获得不同的性能。在本文中，我们了解了聚合物的定义、物理和分子形态以及添加剂。我们还看到了热塑性塑料和热固性塑料之间的区别。

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