树脂和纤维
时间:2026-09-28 08:30 来源:未知 作者:化学自习室 点击: 次 所属专题: 塑料 纤维
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都知道三大合成,合成塑料,合成橡胶,合成纤维。
塑料以树脂为基材,再添加辅料加工而成,所以合成塑料首先是合成树脂。树脂一词源于天然动植物,如松香、琥珀和虫胶等。松香来自松树分泌的松脂,琥珀则是古代树脂长年在地下高压高温条件下形成的化石。松香就是用于胡琴、提琴让琴弦在弦上增加摩擦力的那种固态物件,容易磨粉,看着就不像高分子,主要成分为树脂酸(C20H30O2),分子量仅约302,怎么跟现代合成塑料沾边?或许因为树脂酸或虫胶等小分子化合物与其他反应物可以通过酯化缩聚为高分子化合物,就是说它们至少是聚合物的单体。
合成树脂一词更让人摸不着头脑的是现代合成树脂既包括缩聚产物(如酚醛树脂),也包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯烯等一众加聚产物,后者单体除双键外不带其他官能团(如羧基、羟基、醛基),聚乙烯跟松香在成分和结构上有什么交集可言?不像橡胶和纤维,天然的与合成的都是高分子,成分或合成原理上也多少有对应关系。比如一种天然橡胶是聚异戊二烯,聚异戊二烯也可人工合成。
网上查到的正确的废话是:天然树脂来自动植物分泌,合成树脂是人工合成的高分子聚合物。查英文,树脂ReSiN,天然树脂NTURaL ReSiN,合成树脂SYNTHeTiC ReSiN,找谁说理去?
除树脂外,一直搞不太清的还有塑料、橡胶、纤维三类的区别,不都是小分子聚合而成的高分子嘛。
读多种教科书,查资料。突出印象,塑料的特征是具有可塑性,纤维的特征是可纺纱,橡胶的特征是有弹性。性质由结构决定,对应的性质特征又是什么呢?
比较好理解的是橡胶的弹性。单体多为共轭二烯烃(也有少量例外,如硅橡胶),通过1,4-或1,2-加成聚合。比如聚异戊二烯,其单体加聚相当于连续的1,4-加成,链状聚合物的每个链节留有一个C=C双键,通过硫化作用(加入少量硫磺在140℃加热几个小时),将两条链中的部分双键彼此成对打开,π键由双硫键-S-S-替代,像左右或上下多条布条间钉上若干对盘扣,结构遂由线状变成立体网状。受力时网状大分子可以被拉伸(链线大幅拉直却较难断裂),也可以被挤压(链线蜷缩),蜷缩或拉直与自然松弛间可逆。
纤维可纺的原因是高分子足够细长,且线状分子链中的所有化学键都有足够的强力承受纺机或人工的拉扯和缠绕(保持不断)。
塑料可塑,就是让塑料受热融化,趁热被放进模具冷却成型,比如成为一袭薄膜,或一个碗。又分两种,一种叫热塑性,高分子链和链间主要靠范德华力黏连,加热破坏范德华力,链间松动,产生流动性,塑料可重复热塑,例如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。一种叫热固性,受热后链间被交联,就是链间形成新的化学键,线状变成网状,流动性被锁死,塑过那次不可重塑,例如酚醛树脂。
问题并未完整解决,纤维为什么不可塑,链间范德华力太大甚至有氢键?热塑性塑料又为什么不可纺,化学键不够稳固经不起折腾?这就需要通过相对性辩解了。有些纤维是可塑的,但塑形方式比较特殊,有些塑料也是可纺的,但纺纱过程有所不同。换句话说,纤维和塑料之间并无严格界限,比如某些聚酯纤维有时当纤维用,拿去纺,有时当塑料用,拿去塑。
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