什么是高分子质料？
别涅迪克是法国一家化学研讨所的高等研讨员，一次做实行时，他不警惕把一只烧瓶掉在了地上。但与以往不同的是，当他捡起烧瓶时，发觉它没有摔成碎片，只是摔出了几道缝隙。怎样回事呢？别涅迪克博士一时找不到答案，于是就把这只烧瓶贴上标签，暂且放在了一边。
不久后的一天，别涅迪克看到一则报道，说有两辆客车相撞，车上多名搭客被挡风玻璃的碎片划伤。别涅迪克博士一下子想起了那只裂而不碎的烧瓶。他找出那只烧瓶，仔细察看有啥特别之处，最初发觉在它的瓶壁上有一层薄薄的纯透的膜。别涅迪克博士取下一点后举行化验，后果标明，这只烧瓶曾盛过硝酸纤维素溶液，溶液蒸发后留下了这层无色纯透的薄膜，牢牢地黏附在瓶壁上起到了保护作用。
玻璃纤维就如此被发觉了，并很快取得了广泛的使用。
1 大分子量的巨物
我们生存中的每一样东西都是用质料做成的，稀有的有金、铁、铝等金属质料，也有玻璃、石灰等非金属质料。除此之外，另有一种质料不得不提，它普及人们的衣、食、住、行致使信息、动力、航空航天以及国防等各个范畴，其品种远远凌驾了传统的金属、陶瓷等质料的总和，它就是高分子质料。
什么是高分子质料？高分子质料是一类主要组分为高分子化合物的质料。“高”是什么意思呢？高分子化合物由很多简便的相反布局单位经过共价键毗连而成，“高”是说它们的分子量大，和其他化合物的几十、几百的分子量比拟，高分子化合物的分子量通常可到达1万以上。由于高分子化合物寻常都是经过聚合反响取得的，以是又称为高聚物。
在我们身边到处可见高分子质料产物
我们周围天下里遍及着高分子质料：制成我们衣服的棉、毛、涤纶，天天我们吃的米、面、肉、蛋等食品里的淀粉和卵白质，家里用的盆、杯等塑料制品，路上奔腾的汽车的橡胶轮胎……高分子质料无处不在。在漫长的化学史上，构成高分子的汗青不外短短的100多年，而高分子化学真正成为一门封建还不敷百年，但自从20世纪初构成第一个高分子质料以来，人类不仅把握了地球上探明的一切天然高分子物质，还创造了不计其数种天然界不曾有过的物质。高分子构成质料的提高以前远远凌驾钢铁、水泥和木料这传统的三大基本质料。
分子的构型
分子的构型是影响高分子质料实质的一个紧张的要素，不同的分子构型可以让高分子质料的实质大相径庭，好比保鲜膜可以被火熔化而橡皮则不克不及。
高分子质料按构型分线型高分子、支链型高分子和体型高分子3种。线型高分子质料可熔化和溶解，保鲜膜的因素聚丙烯就是一种线型高分子质料。体型高分子质料加热时不会熔融，只能变软和弹性增大，在溶剂中也只能溶胀。权衡高分子质料常常提到两种实质：热塑性和热固性。热塑性质料（线型和支链型）寻常加热熔化成液态后，冷却下去又能规复，因此可以多次加热成型；热固性质料（体型）则一旦成型就无法改动。
高分子质料构型
高分子质料品种多样，我们生存中常常触及的高分子质料大抵可归结为三大类，即塑料（如赛璐珞、酚醛树脂）、橡胶、纤维。
2 赛璐珞
和很多封建发觉一样，最早的塑料也来自于一场不测。1846年，瑞士化学家舍恩拜因偶尔用布围裙擦拭不警惕打翻在桌面上的浓硫酸和浓硝酸，厥后，沾满殽杂酸的围裙碰到火苗后烧了起来，变成了一些硬硬的东西。舍恩拜因很奇异围裙为什么没有烧成灰烬。颠末研讨后他发觉，原本布围裙质料的主要因素纤维素在火的炙烤下与浓硝酸和浓硫酸产生了化学反响，变成了硝酸纤维素，最早的塑料组分就如此产生了。不外，硝酸纤维素问世后，最初主要用于炸药消费上。
赛璐珞台球
硝酸纤维素真正用于制造塑料，那是几年今后的事了，并且是由一位拍照师完成的。19世纪中叶时，拍照武艺才刚刚崛起，拍照师都本人入手制造胶片。当时分的胶片是用“胶棉”制成的，胶棉就是硝酸纤维素在酒精和醚中的溶液，用它粘上一些对光敏感的染料，然后涂在玻璃上，就能取得一张胶片了。帕克斯是一位拍照师，为了取得高质量的胶片，他久有存心提高胶棉的质量，有一次，当他把胶棉和樟脑殽杂后，玻璃板上结起了一层薄薄的硬膜。帕克斯取下这层膜，发觉它的韧性十分好，能弯曲且不易折断。帕克斯把这种神奇的物质定名为“帕克辛”，最早的塑料就如此问世了。
帕克斯看到了“帕克辛”的商业出路，开发了一些塑料制品，但他没能将塑料市场化，反而赔了钱。靠塑料制品发大财的第一人是美国的印刷工人海亚特。海亚特最初做塑料是为了挣得一家台球制造厂的一万元赏金。原本，19世纪时的台球是用真象牙做成的，造价极高，而非洲大象被人类残杀得越来越少，台球制造商以前买不到象牙来做台球了，于是他们悬赏一万美金，渴望能找到代替象牙做台球的质料。海亚特从“帕克辛”取得启示，他改良了帕克斯的消费工序，给“帕克辛”起了一个新名字——“赛璐珞”，然后本人建了一个工场消费赛璐珞台球。赛璐珞台球很快取得市场的接待，海亚特乘胜追击，又用它消费挡风玻璃、箱子、体育用品、眼镜架及影戏胶片等五花八门的产物，揭开了塑料产业的大幕。
3 酚醛树脂
塑料盒的“身份证”
塑料盒五花八门，你晓得它们是用什么塑料制成的吗？但是，每个塑料容器都有一个小小身份证——一个三角形的标记，内里有1～7数字，它们就标示在塑料容器的底部，标明白它的因素及主要用处。
“1号”PET：矿泉水瓶、碳酸饮料瓶
“2号”HDPE：干净用品、洗浴产物
“3号”PVC：现在很少用于食品包装
“4号”LDPE：保鲜膜、塑料膜等
“5号”PP：微波炉餐盒
“6号”PS：碗装泡面盒、快餐盒
“7号”PC：水壶、水杯、奶瓶等
赛璐珞告捷地代替了一些传统质料，但也有致命的缺陷——不耐低温、容易着火。1895年，年轻的比利时人贝克兰到场了他的偶像——大创造家爱迪生兴办的爱迪生科技创造公司。在一个充溢兴奋的焦油气味和塑料气味的小实行室里，贝克兰告捷地使用焦油分析出来的苯酚和甲醛反响，取得了一种不溶解也不熔化的特别塑料树脂。假如在这种树脂中到场木粉，它就变得柔软可塑，加热加压后可以做成任何外形。这种质料具有很多优点：绝缘、安定、耐热、耐腐化、不成燃等，因此很快就压倒赛璐珞，成为事先产业中仅次于钢铁的常用质料。这种塑料的名字叫做酚醛树脂。
齐格勒和纳塔创造的齐纳催化剂在高分子质料史上具有里程碑式的意义，将人工构成塑料、橡胶、纤维的武艺提高到了新的高度
酚醛树脂是第一个真正意义上的人工构成塑料，它是由一些小分子直接聚合而成的，而之前无论是帕克辛照旧赛璐珞，都只是将天然纤维举行改性罢了。
在酚醛树脂之后，1953年，德国封建家齐格勒和意大利封建家纳塔创造了配位聚合催化剂，将构成塑料的提高推到了一个新的高度。齐纳催化剂大大低落了构成塑料的消费本钱，扩展了质料泉源，同时还提高了产物的聚合度和规整度，使取得的质料功能有了明显提高。在它们的催化下，一大批新的构成质料诞生了，聚乙烯、聚丙烯这些通用构成质料制品走入了千家万户，齐格勒和纳塔也因这个奉献而分享了1963年的诺贝尔化学奖。
随着武艺的提高，如今塑料以前提超过几百个品种，种种新型塑料还在不休涌现，依靠它们安稳、质量轻、耐腐化等优点，塑料在我们生存中占据着越来越紧张的位置，为我们的生存提供了诸多便利。
白色沾染
塑料的问世给人们的生存带来了诸多便利，也极大地推进了产业的提高。但是，只管近100年前的人们曾为它的诞生而欣喜若狂，古代社会的我们却不得不为怎样处理这些给人类活着情况带来极大要挟的东西而煞费苦心了。多量废弃塑料袋已严峻影响我们的活着情况，被称为“白色沾染”。
塑料一旦消费出来很难天然降解，埋在地下200年也不会腐朽，并且多量的塑料废弃物填埋在地下，会毁坏土壤的通透性，使土壤板结，影响植物的生长。假如家畜误食了混入饲料或残留在田野的塑料，也会形成因消化道梗阻而殒命。
4 橡胶
和坚固的塑料比拟，橡胶是另一种高分子质料，它们固然硬度不高，但是在压力下能自在变形，随后又能敏捷恢复原貌，因合，如做成鞋底可以让人行走时以为轻松，制成轮胎能确保交通东西行进时安稳自如。
早在11世纪，南美洲的印第安人就开头使用天然界的天然橡胶了。他们把三叶橡树割开，从启齿处就源源不休地流出乳白色液体，这些液体凝结今后便构成了具有弹性的固体质料，这就是天然橡胶。几百年后，哥伦布发觉美洲新大陆，把这种从未见过的质料带回欧洲，橡胶便开头在欧洲盛行起来。
将橡树割开后，其启齿处会流出白色乳状物质，这种乳液凝结后就成了天然橡胶
天然橡胶的高弹性来自于它内里分子布局特点，每条分子链十分长；但也由于长，天然橡拉扯久了大概在低温下会丢失弹性。1939年，美国人古德伊尔告捷地将天然橡胶举行硫化，从而让橡胶成为有使用代价的质料。人们将充气橡胶管套在轮子上，感遭到了亘古未有的温馨，橡胶敏捷取得广泛使用，天然橡胶已满意不了人们的需求。
各式千般的橡胶制品在产业、交通线上到处可见
怎样办？很天然地，封建家们开头寻觅人工构成橡胶的办法。1826年，法拉第等人发觉天然橡胶的化学因素和异戊二烯相似；30年后，人们从天然橡胶裂解产物中分散出了异戊二烯，厥后有人把这种异戊二烯重新制成了弹性物体，由此人们判定，橡胶和塑料一样是由异戊二烯如此的小分子单体聚合而成的，橡胶天下的暗码被解开了。1900年，第一种构成橡胶问世。第一次天下大战时期，被堵截橡胶输入的德国创造了甲基橡胶，随后氯丁橡胶、丁纳橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、聚氨酯橡胶等种种新品种相继诞生。
20世纪50年代齐纳催化剂的问世，相反让橡胶构成产业取得迅猛提高。和构成塑料一样，齐纳催化剂可以好效地控制橡胶分子的布局规整性，从而取得功能更好的新一代橡胶产物。到现在为止，构成橡胶的年产量已是天然橡胶的数倍。
5 纤维
说到纤维，信赖各位就更熟习了。丝、绸、棉、毛等都是纤维质料。具体来说，纤维是弹性、强度都很大的线性质料。纤维的直径可以达几微米支配，细到人的肉眼都察看不到，而长度可以到达几厘米乃至几十厘米。固然使用时都是很多根纤维扭聚在一同的。
人类使用纤维的汗青十分久远。且不说原始社会的人类用毛皮、树叶遮体保温。公元前两三千年，天下各地的人们就以前开头莳植棉花、亚麻用以织布，并且也把握了将植物纤维分散精制的武艺。中国古时汗青久长的养蚕业，消费的真丝产物竹苞松茂，享誉天下，由此还开发了中国估客将丝绸运输到欧洲贩卖的丝绸之路。
但是，除了蚕丝、棉花外，大大多的天然纤维功能都达不到纺织要求，于是人们开头用化学办法对木料、甘蔗、芦苇等低质量纤维举行处理和变革，于是就产生了人工制造化学纤维。第一例人工制造化学纤维于1846年显现，就是前文提到的硝酸纤维素。随后铜氨纤维、粘胶纤维、醋酯纤维、卵白质纤维等种种人工制造纤维相继显现，并完成了产业化消费。
和塑料和橡胶一样，人们也渴望能从小分子单体直接聚合取得纤维。不外第一种构成纤维直到进入20世纪才显现，那就是由氯乙烯直接构成的聚氯乙烯纤维，但这种天下上最早消费的构成纤维由于功能太差而未取得很好的提高。自后随着武艺的不休提高，市场上显现了几十种纤维，不外，和人们生存亲密干系的是三大构成纤维——锦纶、涤纶、腈纶。
20世纪30年代，一种紧张的高分子质料产物诞生了，那就是如今众所周知的尼龙（锦纶）。尼龙具有丝的外表和光晕，在布局和实质上也接近天然丝，耐磨性和强度高。并且尼龙不溶于平凡溶剂，熔点高达263℃，做成的丝制品常温熨烫一点儿成绩也没有。横空降世的尼龙被称为是“由煤炭、氛围和水构成，比蜘蛛丝细，比钢铁坚固，优于丝绸的纤维”，并由此衍生出了广泛的体系，敏捷成为市场上的宠儿。事先消费尼龙的唯逐一家公司——杜邦公司在贩卖尼龙丝长袜时惹起惊动和抢购，惊扰警员出来维持纪律。
提到“的确良”，各位一定不会生疏吧？那但是在我国曾风行一时。20世纪六七十年代，我国各位以拥有一件“的确良”而自大。“的确良”云云受接待，是由于它的质料——涤纶事先我们国度还不克不及消费，物以稀为贵。涤纶学名聚酯纤维，从20世纪70年代起成为天下上销量最高的纤维。
三大构成纤维之一的最初一种产物叫腈纶，即聚丙烯腈纤维。这种纤维柔软、轻盈、保暖，因此又被叫做“构成羊毛”。和真羊毛比拟，腈纶耐光、抗菌、不怕虫蛀，功能更胜一筹。
尼龙（锦纶，左）、腈纶（中）和涤纶（右）是使用最广泛的3种纤维，产业上称为三大构成纤维
