第二節 加成聚合物

很多日常生活中的塑膠產品都是由加成聚合反應而生成。

加成聚合反應,是無數的單體分子互相重複連結,生成加成聚合物分子的過程。在反應過程中,單體分子不會失去任何原子。

加成聚合過程

我們可從單體分子重複單位加成聚合物的結構去理解加成聚合反應。

加成聚合反應

聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和有機玻璃都是常見的加成聚合物。

聚四氟乙烯 (PTFE) 是由四氟乙烯通過加成聚合反應而生成。

聚四氟乙烯 (俗稱特氟綸)是熱塑性塑膠,它擁有強大的 \(\rm{C}-\rm{F}\) 鍵 (約 \(120\;\rm{kcal/mol}\))。雖然 \(\rm{C}-\rm{F}\) 鍵是極性共價鍵,但 \(\rm{C}-\rm{F}\) 鍵平均分佈在整個聚四氟乙烯分子,所以聚四氟乙烯不是極性分子。因此聚四氟乙烯擁有穩定的結構,不易與其他物質反應。

聚四氟乙烯的碳鏈被氟原子包圍,由於氟是電負性最高的元素,這使聚四氟乙烯的表面平均地分佈著部分負電荷。即使有其他反應物(例如氫氧化鈉)嘗試與它反應,帶負電荷的氫氧離子也會被排斥,不能產生任何反應。

亦因為這個原因,幾乎所有物料都不能黏附在聚四氟乙烯的表面。

聚四氟乙烯的結構

聚四氟乙烯可用來製造易潔鑊,因為即使是油脂也不能黏附在它的表面。

聚四氟乙烯可用來製造易潔鑊

聚(\(2-\)甲基丙烯酸甲酯) (PMMA) 是由 \(2-\)甲基丙烯酸甲酯通過加成聚合反應而生成。

聚(\(2-\)甲基丙烯酸甲酯) (俗稱「阿加力膠」或「有機玻璃」) 是熱塑性塑膠。

聚(\(2-\)甲基丙烯酸甲酯) 是堅硬且剛挺的物料,透明度高,因此很適合用來做玻璃的代替品。

與玻璃相比,聚(\(2-\)甲基丙烯酸甲酯) 的主要特點為:

  1. 密度約為玻璃的一半;

  2. 熔點約為 \(130–140\; ^\circ \rm{C}\),比玻璃(約 \(1000\; ^\circ \rm{C}\))的熔點低很多;

  3. 透光率比玻璃高很多;

  4. 機械強度較高,不易刮擦受損。

聚(\(2-\)甲基丙烯酸甲酯) 可替代玻璃製作鏡片和硬性隱形眼鏡等等。它亦可加工成各種形狀的器具,大至飛機座艙蓋,小至假牙和牙托等等。經過特殊處理的有機玻璃,還可用作防彈玻璃。

聚(\(2-\)甲基丙烯酸甲酯)的應用

聚氰基丙烯酸酯是由氰基丙烯酸酯通過加成聚合反應而生成。

以下就以氰基丙烯酸甲酯為例說明這個加成聚合反應的反應式:

氰基丙烯酸酯就是超能膠的主要成份。

氰基丙烯酸酯通過加成聚合反應,就能發揮黏合劑的作用,生成剛挺的塑膠。

即使是微量的水或氫氧離子也可以導致氰基丙烯酸甲酯迅速聚合在一起,只花幾秒時間就能接合物件。

如果手指不小心被超能膠黏著,我們可用丙酮把超能膠溶解。

超能膠
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