1907年世界上第一个合成高分子材料－－酚醛塑料－－诞生，30～40年代又合成了许多高分子材料，包括塑料、合成纤维和合成橡胶，此后合成高分子工业发展迅速。表8－3列出了世界合成高分子的消费量。

据统计，1976年合成高分子材料的世界产量按体积计算已超过金属材料的世界产量。预计到2000年时，按质量计算也将赶上或超过金属材料。下面简单介绍三类主要的合成高分子材料：塑料、合成纤维和合成橡胶。

8.2.1 塑料

塑料是在一定的温度和压力下可塑制成型的合成高分子材料。合成高分子具有热塑性和热固性，因而塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料。热塑性塑料大都是线型高分子，热固性塑料为体型高分子。

若将塑料按性能和用途来分类，可分为通用塑料、工程塑料、特种塑料和增强塑料。

通用塑料产量大、用途广、价格低，其中聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯约占全部塑料产量的80％，尤以聚乙烯的产量最大。

聚乙烯  乙烯单体在不同的反应条件下进行加成聚合反应可得到不同性能的聚乙烯。若选择0.2～1.5 MPa低压聚合，用Ziegler－Natta催化剂，得到的产品为低压聚乙烯。低压聚乙烯是线型高分子，排列比较规整、紧密，易于结晶，因此结晶度、强度、刚性、熔点都比较高，适合做强度、硬度较高的塑料制品，如桶、瓶、管、棒等。若在150MPa高压下用自由基引发加成聚合反应，得到的是高压聚乙烯，它是支链化程度较高的合成高分子，使分子排列的规整性和紧密程度受到影响，因此结晶度、密度降低，所以高压聚乙烯又称低密度聚乙烯。低密度聚乙烯性软，熔点也低，适合做食品包装袋、奶瓶等软塑料制品。

工程塑料是可作为工程材料和代替金属用的塑料。要求有优良的机械性能、耐热性和尺寸稳定性。主要有聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、ABS塑料等。如聚甲醛的力学、机械性能与铜、锌相似，用它做汽车上的轴承，使用寿命比金属的长一倍，它还可做其他零配件。又如聚碳酸酯，它不但可代替某些金属，还可代替玻璃、木材和合金等，做各种仪器的外壳、自行车车架、飞机的挡风玻璃和高级家具等。

特种塑料是指在高温、高腐蚀或高辐射等特殊条件下使用的塑料，它们主要用在尖端技术设备上。例如聚四氟乙烯具有优异的绝缘性能，抗腐蚀性特别好，能耐高温和低温，可在－200～250℃范围内长期使用，在宇航、冷冻、化工、电器、医疗器械等工业部门都有广泛的应用。

8.2.2合成纤维

纤维分为天然纤维和化学纤维两大类。棉、麻、丝、毛属天然纤维。化学纤维又可分为人造纤维和合成纤维。人造纤维是以天然高分子纤维素或蛋白质为原料，经过化学改性而制成的，如粘胶纤维（人造棉）、醋酸纤维（人造丝）、再生蛋白质纤维等。

合成纤维是由合成高分子为原料，通过拉丝工艺获得纤维。合成纤维的品种很多，最重要的品种是聚酯（涤纶）、聚酰胺（尼龙、锦纶）、聚丙烯腈（腈纶），它们占世界合成纤维总产量的90%以上。此外还有聚乙烯醇缩甲醛（维纶）、聚丙烯（丙纶）、聚氯乙烯（氯纶）等。

聚酯纤维  商品名涤纶，又叫的确良。主要用于织衣料，也可做运输带、轮胎帘子线、过滤布、缆绳、渔网等。涤纶织物牢固、易洗、易干，做成的

这类刚性基团的存在，使分子排列规整、紧密，结晶度较高，不易变形，受力形变后也易恢复，这是涤纶抗皱性好的原因。

聚酰胺纤维  商品名尼龙，也叫锦纶；最常见的是尼龙－6和尼龙－66。尼龙主要用于制做渔网、降落伞、宇航飞行服、丝袜及针织内衣等。尼龙织物的特点是强度大，弹性好，耐磨性好。这

分子链之间各酰胺基可以通过氢键的作用，使分子链之间的作用力大为加强，保证了织物的强度。表8－4列出一些合成纤维的性能。

8.2.3合成橡胶

橡胶分天然橡胶和合成橡胶。天然橡胶来自热带和亚热带的橡胶树。由于橡胶在工业、农业、国防领域中有重要作用，因此它是重要的战略物资，这促使缺乏橡胶资源的国家率先研究开发合成橡胶。

通过对天然橡胶的化学成分进行剖析，发现它的基本组成是异戊二烯。于是启发人们用异戊二烯作为单体进行聚合反应，得到了合成橡胶，称为异戊橡胶。异戊橡胶的结构与性能基本上与天然橡胶相同。由于当时异戊二烯只能从松节油中获得，原料来源受到限制，而丁二烯则来源丰富，因此以丁二烯为基础开发了一系列合成橡胶。如顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶和氯丁橡胶等。

随着石油化学工业的发展，从油田气、炼厂气经过高温裂解和分离提纯，可以得到乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯、丁烷、戊烯、异戊烯等各种气体，它们是制造合成橡胶的好原料。

世界橡胶产量中，天然橡胶仅占15%左右，其余都是合成橡胶。合成橡胶品种很多，性能各异，在许多场合可以代替、甚至超过天然橡胶。合成橡胶可分为通用橡胶和特种橡胶。通用橡胶用量较大，例如丁苯橡胶占合成橡胶产量的60%；其次是顺丁橡胶，占15%；此外还有异戊橡胶、氯丁橡胶、丁钠橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶等，它们都属通用橡胶。表8－5列出一些合成橡胶的化学组成和用途。

特种橡胶是在特殊条件下使用的橡胶，它们有特殊的性质，如耐高温、耐低温、耐油、耐化学腐蚀和具有高弹性等。硅橡胶是以硅氧原子取代主链中的碳原子形成的一种特种橡胶，它柔软、光滑，适宜做医用制品，能耐高温，可承受高温消毒而不变形。若将氟原子引入硅橡胶中，则可制得氟硅橡胶，它是一种高弹性材料。硅硫橡胶耐高、低温，丁腈橡胶和聚硫橡胶耐油性好。许多合成橡胶是线型高分子，具有可塑性，但强度低，回弹力差，容易产生永久变形。因此如何克服合成橡胶的这些缺点，是人们关注的问题。研究表明，若加入硫磺与橡胶分子作用，可使橡胶硫化。反应如下：

硫的作用是使线型橡胶分子之间形成硫桥而交联起来，转变为体型结构，使橡胶失去塑性，同时获得高弹性。硫是橡胶的硫化剂，凡能使橡胶由线型结构转变为体型结构、并获得弹性的物质都可称为橡胶的硫化剂。