神奇的高分子材料(3)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】将橡树割开后,其开口处会流出白色乳状物质,这种乳液凝固后就成了天然橡胶 天然橡胶的高弹性来自于它内部分子结构特点,每条分子链非常长;但也
将橡树割开后,其开口处会流出白色乳状物质,这种乳液凝固后就成了天然橡胶
天然橡胶的高弹性来自于它内部分子结构特点,每条分子链非常长;但也因为长,天然橡拉扯久了或者在高温下会失去弹性。1939年,美国人古德伊尔成功地将天然橡胶进行硫化,从而让橡胶成为有使用价值的材料。人们将充气橡胶管套在轮子上,感受到了前所未有的舒适,橡胶迅速得到广泛应用,天然橡胶已满足不了人们的需求。
各式各样的橡胶制品在工业、交通线上随处可见
怎么办?很自然地,科学家们开始寻找人工合成橡胶的方法。1826年,法拉第等人发现天然橡胶的化学成分和异戊二烯类似;30年后,人们从天然橡胶裂解产物中分离出了异戊二烯,后来有人把这种异戊二烯重新制成了弹性物体,由此人们断定,橡胶和塑料一样是由异戊二烯这样的小分子单体聚合而成的,橡胶世界的密码被解开了。1900年,第一种合成橡胶问世。第一次世界大战期间,被切断橡胶输入的德国发明了甲基橡胶,随后氯丁橡胶、丁纳橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、聚氨酯橡胶等各种新品种相继诞生。
20世纪50年代齐纳催化剂的问世,同样让橡胶合成工业得到迅猛发展。和合成塑料一样,齐纳催化剂可以有效地控制橡胶分子的结构规整性,从而得到性能更好的新一代橡胶产品。到目前为止,合成橡胶的年产量已是天然橡胶的数倍。
5 纤维
说到纤维,相信大家就更熟悉了。丝、绸、棉、毛等都是纤维材料。具体来说,纤维是弹性、强度都很大的线性材料。纤维的直径可以达几微米左右,细到人的肉眼都观察不到,而长度可以达到几厘米甚至几十厘米。当然使用时都是很多根纤维扭聚在一起的。
人类使用纤维的历史非常久远。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,世界各地的人们就已经开始种植棉花、亚麻用以织布,并且也掌握了将植物纤维分离精制的技术。中国古代历史悠久的养蚕业,生产的真丝产品美轮美奂,享誉世界,由此还开辟了中国商人将丝绸运输到欧洲贩卖的丝绸之路。
但是,除了蚕丝、棉花外,大多数的天然纤维性能都达不到纺织要求,于是人们开始用化学方法对木材、甘蔗、芦苇等低质量纤维进行处理和改造,于是就产生了人造化学纤维。第一例人造化学纤维于1846年出现,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、蛋白质纤维等各种人造纤维相继出现,并实现了工业化生产。
和塑料和橡胶一样,人们也希望能从小分子单体直接聚合得到纤维。不过第一种合成纤维直到进入20世纪才出现,那就是由氯乙烯直接合成的聚氯乙烯纤维,但这种世界上最早生产的合成纤维由于性能太差而未得到很好的发展。其后随着技术的不断发展,市场上出现了几十种纤维,不过,和人们生活密切相关的是三大合成纤维——锦纶、涤纶、腈纶。
20世纪30年代,一种重要的高分子材料产品诞生了,那就是如今家喻户晓的尼龙(锦纶)。尼龙具有丝的外观和光泽,在结构和性质上也接近天然丝,耐磨性和强度高。而且尼龙不溶于普通溶剂,熔点高达263℃,做成的丝制品常温熨烫一点儿问题也没有。横空出世的尼龙被称为是“由煤炭、空气和水合成,比蜘蛛丝细,比钢铁坚硬,优于丝绸的纤维”,并由此衍生出了广泛的体系,迅速成为市场上的宠儿。当时生产尼龙的唯一一家公司——杜邦公司在销售尼龙丝长袜时引起轰动和抢购,惊动警察出来维持秩序。
提到“的确良”,大家一定不会陌生吧?那可是在我国曾风靡一时。20世纪六七十年代,我国人人以拥有一件“的确良”而自豪。“的确良”如此受欢迎,是因为它的材料——涤纶当时我们国家还不能生产,物以稀为贵。涤纶学名聚酯纤维,从20世纪70年代起成为世界上销量最高的纤维。
三大合成纤维之一的最后一种产品叫腈纶,即聚丙烯腈纤维。这种纤维柔软、轻盈、保暖,因此又被叫做“合成羊毛”。和真羊毛相比,腈纶耐光、抗菌、不怕虫蛀,性能更胜一筹。
尼龙(锦纶,左)、腈纶(中)和涤纶(右)是使用最广泛的3种纤维,工业上称为三大合成纤维
文章来源:《材料保护》 网址: http://www.clbhzzs.cn/zonghexinwen/2021/1216/1087.html