高分子的力化學反應可分為兩類：一類是在外力作用下高分子鏈斷裂而發生化學反應，包括力降解、力化學交聯、力化學合成等；另一類是應力活化聚合物反應。
基本介紹
- 中文名：高分子力化學反應
- 外文名：Chemical reaction of polymer
- 拼音：gaofenzilihuaxuefanying
- 分類：應力活化聚合物反應
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基本介紹
早在100多年前,人們就已套用高分子力化學反應對高分子進行加工改性，如用塑煉使天然生膠發生化學反應，把它由彈性體變成可成型的塑性材料，從而興起了天然橡膠工業。目前，高分子力化學反應在聚合物的粉碎、混合、擠出等加工過程中，起著頗為重要的作用。
力降解
鏈斷裂生成的自由基與溶解、自由基受體或氧等反應而使鏈終止，聚合物的平均分子量降低，分子量分布改變，這種反應叫力降解。它可能發生在固態、粘流態以及聚合物溶液、懸浮液中，如生膠在較低溫度下在塑煉機中塑煉，在一定時間內，空氣中的氧終止了斷鏈生成的自由基，因而降低生膠的粘度。樹脂熔體在擠出機中擠出時，也會發生這種降解。
力化學交聯
鏈中間位置上生成的自由基，若引發或經合併生成橫鍵，則產生交聯結構，或者當交聯聚合物在力作用下斷鏈後，重新合併或經過交換合併，也會重新生成交聯結構。這類結構變化叫力化學交聯。它有時與力降解同在一個系統中發生，如橡膠在機械疲勞中的結構變化就可能是這樣。利用這類交聯可以提高聚合物的耐疲勞能力。
力化學接枝和嵌段共聚合
用應力斷裂聚合物鏈生成的自由基來引發的反應。這類反應可在固態、熔體、高彈態或溶液、懸浮液中進行，特別可以利用現有的標準加工設備。所用聚合物既可用現有工業產品，也可用廢料，如廢塑膠製品、廢輪胎和廢纖維等。將廢舊聚合物和單體或未使用過的聚合物，加入適當的設備中，都可以制出嵌段或接枝共聚物（見接枝共聚合、嵌段共聚合）。這類產品不僅成本低，而且附帶解決了廢舊高分子產品的固體污染問題，同時產品還具有良好的綜合性能，因此得到廣泛的重視。隨設備和系統的物理狀態不同，加工方法可分粉碎、冷凍粉化、振動研磨、塑煉、擠出、攪拌、超聲振動、溶脹等。選擇適當的設備、溫度、壓力、機器轉速和環境介質等，是控制反應的主要途徑。
應力活化聚合物反應
當應力尚不夠使高分子的化學鍵斷裂而只是加速其化學反應時，這種反應叫應力活化聚合物反應。聚合物在彈性變形時，鏈未斷裂以前，其鍵角、鍵長發生變化，增加了能量儲備，降低了反應活化能，提高了反應速率。例如橡皮的臭氧龜裂（見橡皮龜裂），只有在拉伸時才發生，且裂紋與拉伸方向垂直。這些有方向性的裂紋發展速率，與聚合物的伸長率有關。若無拉伸，即伸長率為零時，橡皮表面臭氧化生成一層臭氧化物後，反應速率漸漸變慢以至停止。
高分子力化學反應的研究發展很快，已成為高分子化學反應中的一個分支。
