第七章 新型材料（2）（1 / 2）

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第七章新型材料（2）

九、高分子材料

高分子聚合物

世界上一切物质都是由分子组成的，而组成物质的分子数量有多有少，相差比较大。一般物质的分子量大多只有几十到几百，很少上千。而丝、麻、塑料等的分子量可以高达几万、几十万，甚至上百万。因此，人们就把分子量高的这一类物质，叫做“高分子材料”，或叫“高分子聚合物”。

高分子材料中的分子都是依一定的方式联结而成的大分子，很像一根长长的链条，因而也叫做“分子链”。由于分子链类似藤条一样互相绕结，彼此攀附，结果分子间就结合得很紧密，既难以使它们分开，又不易断裂，高分子材料之所以结实耐用、弹性大，道理就在于此。

高吸水性树脂

高吸水性树脂是以淀粉和丙烯酸盐为原料制成的一种吸水性很强的聚合物，它能吸收相当于自身重量的500~1000倍的水分，而且保存水的能力也特别强，即使用力挤压，依然滴水不漏，真可称得上是位“吸水大王”。

这种树脂为什么能大量吸收和保存水分呢？原因就在于树脂中含有像藤条一样的高分子链。在吸水前，这些呈紧密固体状的高分子长链，相互缠绕卷曲，并在一部分链之间形成相互交错的网状结构；遇到水时，在网状结构中的离子由于带电荷相同，便互相排斥，结果就将高分子链充分地扩展开了。也就是说，这时的网状结构好像一个拉开的大网兜，因而可以吸收和储存大量的水分。

生物降解塑料

生物降解塑料是一种能被土壤中的微生物和酶分解掉的塑料，也就是像植物一样能自然腐败的合成物。通常，最简单的办法是在塑料中添加淀粉，以削弱和破坏分子长链的结合力，使其达到微生物能消化分解的程度，最后将它分解成水和二氧化碳。

美国农业部采用的方法是，在塑料中加入40%~50%的凝胶状淀粉；而美国另一家公司则加入经有机硅耦联剂处理后的淀粉和少量玉米油不饱和脂肪酸作为氧化剂。这些塑料在堆肥条件下经过3~5年后才能分解。显然，它们的成本高，降解期长，难以普遍使用。

化学降解塑料

生产化学降解塑料，通常加入的是由淀粉包裹的能促进降解的聚合物和玉米油一类的氧化剂，因而成本较低。用这种塑料制成的包装物被埋在土里后，细菌会吃掉其中的淀粉，就剩下千疮百孔的网状物。随后，塑料中的氧化剂与土壤里的盐和水发生作用，产生氧化物，对残留在塑料中的分子链进行破坏。在理想的情况下，半年左右塑料就会分解成粉末状，几年后完全分解，完成化学降解过程。

光照降解塑料

光照降解塑料中含有能吸收阳光紫外线的羟基，依靠紫外线来破坏塑料中结实顽固的分子链，从而使塑料变脆和崩解。现在有些食品包装袋和瓶罐就使用这种塑料制成，它的分解腐烂过程同化学降解塑料一样，也会留下一堆残渣，需要好几年才能完全降解掉。

高吸水性塑料

高吸水性塑料是一种具有强吸水能力的新型食品保鲜包装材料，它能吸收相当于自身重量几百倍甚至上干倍的水分，吸水膨胀后即便加压，它也能保持滴水不漏。用这种材料存放蔬菜、水果，可以长期保持水分和防止溃烂。

导电塑料

塑料本来是一种广泛使用的不导电绝缘材料，可是一旦能导电就如虎添翼。20世纪80年代初期，导电塑料还是实验室里的“娇儿”，如今已走向社会大显神通了。

说来有趣，导电塑料是在实验失误中偶然发现的。那是1970年的一天，日本筑波大学的白川教授在指导学生做用乙烯气制取聚乙炔的实验时，学生误将比实际需要量多1000倍的催化剂加入试剂中，结果得到的不是应得到的黑色聚乙炔粉末，而是一种银光闪闪的薄膜。与其说它是塑料，不如说更像金属。后来，白川教授和美国科学家一起研究这种塑料薄膜时发现，往塑料中掺入碘后它居然能导电，而且电导率增加了3000万倍。

塑料“心脏”

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