高分子化合物得分作用是什么?

发布网友发布时间：2022-05-12 06:23

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高分子化合物实际上就是分子量大的化合物。水的分子量是18，二氧化碳的分子量是44，而高分子化合物的分子量高达几万，甚至几千万。

我们生活在遍布高分子化合物的世界中。我们吃的淀粉、蛋白质；穿的丝绸、棉花、化学纤维；住的用木材建造的房屋；甚至我们自身的机体，都是由高分子化合物组成的。只是化学家们在很长时期里认不清它们。

直到20世纪20年代初，德国有机化学家斯陶丁格在研究天然橡胶的组成和合成橡胶的过程中，才明确提出一群有胶体特性的物质，橡胶、纤维素、淀粉、蛋白质等，是由几千个甚至几万个碳原子联结成长链的大分子。它们分子中的原子和水、二氧化碳分子中的原子一样，是由共价键结合的，不同的只是分子大小不一样。

斯陶丁格为了确立大分子学说，进行了分子大小的定量计算。他在广泛研究的基础上，发现分子大小与形成溶液的黏度有关，建立了大分子化合物的分子量与形成溶液黏度之间的数学式，即增比黏度与分子量大小及溶液的浓度成正比。

斯陶丁格还提出大分子化合物可以由不同方式生，一种就是小分子聚合成聚合物。聚合物这一概念早在1832年瑞典化学家贝齐里乌斯就已经提出，当时是指乙烯（C2H4）和丁烯（C4H8）两种化学实验式相同但性质却不同的物质。

他把大分子化合物分为三类：一是存在自然界中的，如天然橡胶、蛋白质等；二是由自然物质转变而来的产物，如硫化橡胶、硝化纤维素等；三是合成的物质，如酚醛树脂、聚苯烯等。

斯陶丁格的大分子学说遭到当时一些化学家们的反对，因为当时从事纤维素、蛋白质等研究的化学家认为它是由一些小分子借分子间力结合的聚集体，胶体是由胶态分子团结合而成的。

德国化学家马克支持斯陶丁格的学说，他用X射线测定了纤维素等分子的结构，证实了斯陶丁格的论说。瑞典化学家斯维德贝格在1924年应用超速离心机测定了蛋白质的分子量，证明这些分子量比原来认为的高得多。

1929年，美国化学家卡罗泽斯通过聚合反应合成聚酰胺，确定大分子中价键存在的真实性。他进一把聚合反应分为缩（合）聚（合）和加（成）聚（合）。缩聚反应是指许多相同或不相同的低分子物质形成聚合物，同时析出水、卤化氢、氨等小分子。例如乙二醇【HO（CH2）2OH】和癸二酸【HOOC（CH2）8COOH】缩聚成聚癸二酸乙二醇酯。

加聚反应也是由许多相同或不相同的低分子物质形成的聚合物，但没有析出小分子，例如氯乙烯聚合成聚氯乙烯。

20世纪30年代，卡罗泽斯的助手弗洛里从理论上对聚合物的分子结构与性质之间的关系进行了研究，并阐明了聚合反应的机理，并发表了多篇论文。从此，大分子化合物获得承认。斯陶丁格和弗洛里各获1953年和1974年诺贝尔化学奖。

“大分子化合物”一词在20世纪30年代传入日本后被译成“高分子化合物”，我国采用了这一译法。

高分子化合物分子中含有成千上万个原子。它们依照一定的规律排列起来，或者成为链状的线型分子，或者成为网状的交联体型分子，还有支链型。线型有伸直的，有蜷曲的。它们与其性质有关。高分子化合物的性质综合起来有五点：

第一，弹性。许多线型分子都具有不同程度的弹性。交联体型的高分子化合物如果交联不多，也可以伸长缩短，比如橡胶。但是高度硫化的硬橡胶交联很多，就失去了弹性。

第二，可塑性。线型高分子在加热到一定温度时就渐渐软化，可以放在模子里加压成一定式样，或是滚压成一定形状，冷却后式样不变，这种性质就是可塑性。有一些线性高分子化合物在加热成形时会转变成交联体型，再加热就不能软化了，失去了可塑性。这些高分子化合物叫做热固性高分子化合物。成形后再加热还会变硬的高分子化合物叫做热塑性高分子化合物。

第三，结晶性。低分子化合物因为分子小，容易排列整齐，所以容易结晶。高分子化合物每个分子都很长，又蜷曲，所以不能排列整齐，也就不能结晶。可是许多线型高分子化合物在被拉长时，各个分子链的链节和链节之间有些地方可以排列整齐而成结晶状态。像尼龙这些高分子化合物在熔融后从细孔里挤成细丝时，这些细丝并不坚韧。把它们拉长使之产生部分结晶后就具有相当大的强度。

第四，绝缘性。高分子化合物都不能传电，所以有很好的绝缘性，可以广泛用做绝缘材料。

第五，机械强度。许多高分子化合物可以用来做结构材料。