我来给大家讲讲这个科技——高分子。

如果要问什么绳子较结实,很多人会想到尼龙绳。尼龙又叫锦纶,是一种大家早就熟悉的合成纤维,常见的有尼龙6、尼龙66等。尼龙织物的特点就是强度大、弹性好、耐磨性好,用它来制作渔网、降落伞、丝袜等效果比较好。尼龙丝被誉为“比蜘蛛丝还细、比钢铁还牢固”,这一点也没夸张:经测试,尼龙66纤维的抗拉强度,确实超过了相同粗细的普通钢丝。

继尼龙之后,科学家又合成出一种强度更高的高分子纤维,人们给它起名为“开夫拉”它是一类芳香聚酰胺纤维。这种合成纤维的抗拉强度是尼龙66的2.8倍,是钢丝的6~7倍。而其重量只是相同粗细钢丝的五分之一。有人曾做过这样的实验

用一根仅6毫米粗的开夫拉纤维绳子,吊起了一辆重两吨的汽车,令旁观者惊叹不已!由于开夫拉的优异性能,目前它已成为非常受欢迎的轻质高强度航空材料。用开夫拉和碳纤维制成的波音型飞机的机身,重量减轻了一吨由此飞行耗油就节省了30%。开夫拉纤维也是制作防弹衣的理想材料,因为它不仅防弹性能好,而且分量特轻。现在,开夫拉高分子纤维材料已广泛应用于缆绳、高压容器、雷达天线罩、火箭发动机外壳等各个方面。

尼龙及开夫拉之所以如此结实,主要取决于它们的结构。其中的聚酰胺分子链中存在酰胺基,分子链之间的酰胺基可以通过氢键的作用,使分子之间的作用力大大加强,从而保证了纤维的强度。另外,合成纤维的强度还与相应的纺丝技术有关。例如,尼龙采取的是熔融纺丝法,即把聚合物熔化之后再抽丝;而开夫拉是用液晶纺丝法抽丝,即在液态下使这些高分子排列得较为整齐,然后抽丝。所以,开夫拉织物即使用剪刀也不能轻易将它剪断。

科学家预测,今后如果采用磁场纺丝凝胶体湿式纺丝等新技术,合成纤维强度还可能再增加1~2倍。到那时,我们用的缆绳将会更细更轻巧,飞机、火箭也会变得更为轻盈。

什么是功能高分子

物质大多是由分子组成的,不过分子的大小有时非常悬殊。绝大多数物质的分子是由几个或几十个原子所组成,可是分子世界中也有一些“巨人”,它们是由成千上万,甚至几十万、几百万个原子组成。这类分子“巨人”被称为高分子化合物。自然界存在的蛋白质、纤维素、淀粉等,属于天然高分子;人工合成的塑料、合成纤维、合成橡胶等等,称为合成高分子。

合成高分子的“性格”一般都比较稳定。可是,如果在合成高分子化合物时,引进一些含有特殊性能的基团一功能基,这样合成出来的高分子化合物,在光、电、磁、化学反应、催化、生理IT等等方面,往往具备某种特殊的本领。这类有特殊本领的高分子化合物,就被称为功能高分子。

离子交换树脂是最早为人们所熟知的一种功能高分子,它具有的特殊本领,就是能以自己的离子与“别人”的离子相互交换。离子交换树脂的外表很像一粒粒鱼卵,它的用途是十分广泛的。例如,海水的淡化、金属的回收、某些成分的分离、海水中某些金属的提取,甚至如高钠血症、高钾血症、胃酸过多症等的治疗,都可以请离子交换树脂来帮忙。

感光树脂也是大家较熟悉的一类功能高分子。它的特殊本领是能在光的作用下发生聚合作用,生成不溶物;或者在光的作用下发生分解作用,生成可溶(或不溶)的化合物。感光树脂在照相、印刷、精密机械加工等许多方面,都有着奇妙的用途。

一般的高分子化合物都是绝缘体,可是导电性高分子却能导电。某些特殊结构的高分子,还具有半导体特性或光导特性(遇光而导电),高分子半导体可用于半导体涂层、防静电体等方面,光导性高分子则可用于电子照相。

高分子催化剂也是一类前途广阔的功能高分子,它的特殊本领当然就是充当各种化学反应的催化剂。这类新型催化剂,有的在化学工业上大显身手;有的是将某些酶固定在“自己”身上,成为高分子固定酶,这样既能提高酶的稳定性,又可回收循环使用;也有的是专门模仿某种酶的催化原理加以人工合成的,叫模拟酶高分子,模拟固氮酶就是其中的一种。

为了解决废弃的塑料不易腐烂而造成的严重公害,目前化学家们又合成了生物降解塑料、化学降解塑料和光照降解塑料等功能高分子材料,这将在消除环境“白色污染”方面起到重要作用。

随着高分子化学工业的飞速发展,可以预见,各种具有更为奇特的本领的功能高分子，将会不断涌现。

让我们一起拭目以待，它的创新会给我们带来更好的服务。