书城童书无处不在的数学(人生解密)
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第43章 奇异的高分子

我们经常听到高分子、大分子、聚合物、高聚合物这样的称谓,觉得神秘得不得了。其实,只要你有了一些基本的化学知识,掌握它们也就不在话下了。

第一,高分子是有机化合物。有机化合物的特点是含有碳原子。碳原子与碳原子之间,碳原子与氢、氧、氮之间能形成稳定的共价键。由于碳原子是4价,所以可以形成为数众多的、结构不同的有机化合物,已知的有机化合物的总数已经接近千万。在这庞大的有机化合物队伍中,不乏具有各种特殊结构因而具有特殊功能的化合物。高分子新材料就是在这个基础上发展起来的。

第二,高分子之所以称为高分子,就是因为其分子量高,至少在1万以上,高的可达几百万以至上千万。分子量高所带来的性质上的变化,主要是使高分子化合物具有一定的机械强度。人们还可以根据高分子的结构特征,利用各种手段,改变这些结构,以制造出所需性能的产品;还可以引入具有功能性的基团,制出有功能的材料。

第三,高分子材料有三大家族,塑料、合成纤维和合成橡胶。在全世界塑料的通用品种中,聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯四大品种的总产量在亿吨左右。其他如透光性好的有机玻璃,称为“塑料王”的耐腐蚀塑料聚四氟乙烯,作为工程塑料的聚砜、聚碳酸脂、聚甲醛、聚酰亚胺和常用作泡沫塑料的聚胺脂等,都是人们所熟知的。在合成纤维中涤沦、腈纶、尼龙、早已进入千家万户。在合成橡胶中,丁苯橡胶和顺丁橡胶已经部分代替天然橡胶,其消费量正在逐年增长。

高分子科学家已经开始探索如何去合成或模拟天然的高分子——也就是具有生物活性的高分子,因为天然的动、植物本身就是由高分子所组成的。一旦能够合成生物高分子,就可以合成部分生物组织或器官,人类在解救人的生命的旅程中又可大大地向前迈一步了。