高分子材料语课文翻译曹同玉冯连芳主编.docx

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高分子材料语课文翻译曹同玉冯连芳主编

A高分子化学和高分子物理

UNIT1WhatarePolymer?

第一单元什么是高聚物？

Whatarepolymers?

Foronething,theyarecomplexandgiantmoleculesandaredifferentfromlowmolecularweightcompoundslike,say,commonsalt.Tocontrastthedifference,themolecularweightofcommonsaltisonly58.5,whilethatofapolymercanbeashighasseveralhundredthousand,evenmorethanthousandthousands.Thesebigmoleculesor‘macro-molecules’aremadeupofmuchsmallermolecules,canbeofoneormorechemicalcompounds.Toillustrate,imaginethatasetofringshasthesamesizeandismadeofthesamematerial.Whenthesethingsareinterlinked,thechainformedcanbeconsideredasrepresentingapolymerfrommoleculesofthesamecompound.Alternatively,individualringscouldbeofdifferentsizesandmaterials,andinterlinkedtorepresentapolymerfrommoleculesofdifferentcompounds.

什么是高聚物？

首先，他们是合成物和大分子，而且不同于低分子化合物，譬如说普通的盐。

与低分子化合物不同的是，普通盐的分子量仅仅是58.5，而高聚物的分子量高于105，甚至大于106。

这些大分子或“高分子”由许多小分子组成。

小分子相互结合形成大分子，大分子能够是一种或多种化合物。

举例说明，想象一组大小相同并由相同的材料制成的环。

当这些环相互连接起来，可以把形成的链看成是具有同种分子量化合物组成的高聚物。

另一方面，独特的环可以大小不同、材料不同，相连接后形成具有不同分子量化合物组成的聚合物。

Thisinterlinkingofmanyunitshasgiventhepolymeritsname,polymeaning‘many’andmermeaning‘part’（inGreek）.Asanexample,agaseouscompoundcalledbutadiene,withamolecularweightof54,combinesnearly4000timesandgivesapolymerknownaspolybutadiene（asyntheticrubber）withabout200000molecularweight.Thelowmolecularweightcompoundsfromwhichthepolymersformareknownasmonomers.Thepictureissimplyasfollows:

许多单元相连接给予了聚合物一个名称，poly意味着“多、聚、重复”，mer意味着“链节、基体”（希腊语中）。

例如：

称为丁二烯的气态化合物，分子量为54，化合将近4000次，得到分子量大约为200000被称作聚丁二烯（合成橡胶）的高聚物。

形成高聚物的低分子化合物称为单体。

下面简单地描述一下形成过程：

butadiene+butadiene+∙∙∙+butadiene--→polybutadiene

（4000time）

丁二烯＋丁二烯＋…＋丁二烯——→聚丁二烯

（4000次）

Onecanthusseehowasubstance（monomer）withassmallamoleculeweightas54growtobecomeagiantmolecule（polymer）of（54×4000≈）200000molecularweight.Itisessentiallythe‘giantness’ofthesizeofthepolymermoleculethatmakesitsbehaviordifferentfromthatofacommonlyknownchemicalcompoundsuchasbenzene.Solidbenzene,forinstance,meltstobecomeliquidbenzeneat5.5℃and,onfurtherheating,boilsintogaseousbenzene.Asagainstthiswell-definedbehaviorofasimplechemicalcompound,apolymerlikepolyethylenedoesnotmeltsharplyatoneparticulartemperatureintocleanliquid.Instead,itbecomesincreasinglysofterand,ultimately,turnsintoaveryviscous,tackymoltenmass.Furtherheatingofthishot,viscous,moltenpolymerdoesconvertitintovariousgasesbutitisnolongerpolyethylene.（Fig.1.1）.

因而能够看到分子量仅为54的小分子物质（单体）如何逐渐形成分子量为200000的大分子（高聚物）。

实质上，正是由于聚合物的巨大的分子尺寸才使其性能不同于象苯这样的一般化合物。

例如，固态苯，在5.5℃熔融成液态苯，进一步加热，煮沸成气态苯。

与这类简单化合物明确的行为相比，像聚乙烯这样的聚合物不能在某一特定的温度快速地熔融成纯净的液体。

而聚合物变得越来越软，最终，变成十分粘稠的聚合物熔融体。

将这种热而粘稠的聚合物熔融体进一步加热，不会转变成各种气体，但它不再是聚乙烯（如图1.1）。

固态苯——→液态苯——→气态苯

加热，5.5℃加热，80℃

固体聚乙烯——→熔化的聚乙烯——→各种分解产物-但不是聚乙烯

加热加热

图1.1低分子量化合物（苯）和聚合物（聚乙烯）受热后的不同行为

Anotherstrikingdifferencewithrespecttothebehaviorofapolymerandthatofalowmolecularweightcompoundconcernsthedissolutionprocess.Letustake,forexample,sodiumchlorideandadditslowlytosfixedquantityofwater.Thesalt,whichrepresentsalowmolecularweightcompound,dissolvesinwateruptospoint（calledsaturationpoint）but,thereafter,anyfurtherquantityaddeddoesnotgointosolutionbutsettlesatthebottomandjustremainsthereassolid.Theviscosityofthesaturatedsaltsolutionisnotverymuchdifferentfromthatofwater.Butifwetakeapolymerinstead,say,polyvinylalcohol,andaddittoafixedquantityofwater,thepolymerdoesnotgointosolutionimmediately.Theglobulesofpolyvinylalcoholfirstabsorbwater,swellandgetdistortedinshapeandafteralongtimegointosolution.Also,wecanaddaverylargequantityofthepolymertothesamequantityofwaterwithoutthesaturationpointeverbeingreached.Asmoreandmorequantityofpolymerisaddedtowater,thetimetakenforthedissolutionofthepolymerobviouslyincreasesandthemixultimatelyassumesasoft,dough-likeconsistency.Anotherpeculiarityisthat,inwater,polyvinylalcoholneverretainsitsoriginalpowderynatureastheexcesssodiumchloridedoesinasaturatedsaltsolution.Inconclusion,wecansaythat

（1）thelongtimetakenbypolyvinylalcoholfordissolution,

（2）theabsenceofasaturationpoint,and（3）theincreaseintheviscosityareallcharacteristicsofatypicalpolymerbeingdissolvedinasolventandthesecharacteristicsareattributedmainlytothelargemolecularsizeofthepolymer.ThebehaviorofalowmolecularweightcompoundandthatofapolymerondissolutionareillustratedinFig.1.2.

发现另一种不同的聚合物行为和低分子量化合物行为是关于溶解过程。

例如，让我们研究一下，将氯化钠慢慢地添加到固定量的水中。

盐，代表一种低分子量化合物，在水中达到点（叫饱和点）溶解，但，此后，进一步添加盐不进入溶液中却沉到底部而保持原有的固体状态。

饱和盐溶液的粘度与水的粘度不是十分