高分子分子量对材料性能的影响---从小分子到大分子的奥妙

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高分子是由小分子单体聚合而成的，虽然两者的化学结构相似，但其物理性能却存在巨大差异。

例1，单体一般是气体、液体，即使是固体，其机械强度和韧性却很低，谈不上任何使用价值。然而，当把它们聚合成高分子材料后，其机械强度却可以和木材，水泥甚至钢铁相比，其韧性不亚于棉、毛和天然橡胶。

例2，聚乙烯是一种韧性的硬塑料，而它的单体是乙烯，无法当成一种材料在日常生活中使用。而通过聚合后，形成了一种韧性的硬塑料，这是因为它有足够长的链把各主链与有链折叠而成的晶片联结在一起，见下图。这些链蜿蜒在晶片之间，把整个晶片联结起来。这种效应强化了晶片内和晶片间的共价键结合强度。另外，在聚乙烯中含有部分的无定型链，这些链处于橡胶态，使整个材料具有柔性。

长的链可产生缠结作用。缠结有助于整个材料在应力作用下的稳固。在熔融状态，链的缠结可导致黏度的急剧上升。所以对于聚合物来说，分子量是一个非常重要的物理量。

以上事例说明，高分子的许多性能是由于其分子量大而得来的。并且，有些性能还随这分子量的增大而提高。不过当分子量增大到一定数值后，这些性能的提高速度减慢，最后趋于某一极限值。又因为高聚物的熔体粘度也随着分子量的增加而增加，当分子量增大到某一数值后，其熔体流动性能很差，这给高分子的加工成型带来很大的困难。

因此考虑到加工性能和使用性能两方面要求，需要对聚合物的分子量进行控制，或通过合成一些双峰类高分子材料来兼顾加工和使用的要求。当然，不同材料，不同用途和不同加工方法，对分子量的要求是不同的。（来源：高分子学习研究）

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