加聚物由帶有碳碳雙鍵的單體經加成聚合形成的聚合物，也稱加成聚合物。其元素組成與原料單體相同，僅是電子結構有所改變。加聚物的相對分子質量是單體相對分子質量的整數倍。碳鏈聚合物大多是加成聚合物。是一種傳統的劃分聚合物的類別，被廣泛採用，但有其局限性。
基本介紹
- 中文名：加聚物
- 外文名：addition polymer
- 組成：帶有碳碳雙鍵的單體
- 反應方式：加聚反應
- 相對分子質量：單體相對分子質量的整數倍
- 套用：聚乙烯、聚丁烯等
加聚物的分子形態,合成過程,力學性能,加聚物的封裝,
加聚物的分子形態
單體通過不飽和鍵的加成形成聚合物且沒有小分子化合物產生的反應簡稱加聚。加聚反應得到的聚合物，其結構單元與單體相同。加聚物具有下列特點：
1、不是單純的線狀的巨大分子，而是有著許多分枝的線狀分子。之所以成為有分枝的線性分子，是由於反應時線狀分子末端的結合手的作用所造成的。因為末端結合手有些時候會結合到其他成長中的分子的側面，此時，結合鍵會把和碳連線在一起的氫原子排除出去，而占據氫原子的位置，這就形成了分枝。這種形成分枝的反應的多少和所採用的反應引發劑的種類有關。分枝反應是副反應，難於引起這種副反應的引發劑，就是可生成立體規則性聚合物(後述)的引發劑。
2、不是大小相同的巨大分子，即每一個巨大分子上結合的重複單元分子(單體)的數目是不同的。加聚物處於某一分子量範圍的分子數最多，而離這一分子量範圍越遠，其分子數將越少。也就是說，加聚物事實上是以某一分子量為中心的大小各異的巨大分子的集合體。因為，對聚合物進行測定得到的分子量是這些大小各異的巨大分子的平均分子量。
以上所說的加聚物的分子特點，當然會對其聚合物的性質產生很大的影響，在實用上，往往把聚合物按其上述特點分成不同的品級而加以使用。例如，從分子的形狀角度，市售的聚乙烯常被分類為4種品種。
合成過程
對於聚乙炔的合成，單體可以通過聚合反應得到高相對分子質量聚合物。當選擇適當的催化劑時，許多單取代乙炔可以實現聚合反應。其單體結構不僅限於碳氫化合物，也包含雜原子的化合物，此外，不僅適用於小空間位阻取代乙炔單體，同樣也適用於大空間位阻取代乙炔單體。例如，小空間位阻的烷基取代乙炔單體可在齊格勒-納塔催化體系中聚合，而含有大體積取代基如叔丁基乙炔和鄰位取代苯乙炔等，可以在Mo和W的催化體系中聚合。苯乙炔和丙炔酸酯類單體通過使用Rh催化劑可以製備有規立構聚合物。
通過對催化劑的選擇，多種二取代乙炔也可以通過聚合反應得到聚合物。但幾乎僅限於第V，Ⅵ副族的過渡金屬催化劑。小空間位阻的二取代乙炔單體可以在Mo和W催化劑中聚合，而空間位阻較大的單體則只能在Nb和Ta催化劑存在下聚合。
單體的結構與聚合用催化劑種類是嚴格對應的。因此，有必要認識各種催化劑的特徵。用於取代乙炔聚合的催化劑可大體分為兩種：第V，Ⅵ副族的過渡金屬(複分解)催化劑和從第Ⅷ到X副族的過渡金屬催化劑。在第V，VI剮族過渡金屬催化劑存在下，取代乙炔的聚合機理為複分解機理，增長基為金屬卡賓。第V，Ⅵ副族過渡金屬催化劑可以劃分為三種類型：金屬氯化物催化劑、金屬羰基類催化劑和金屬卡賓類催化劑。這3種催化劑中，金屬氯化物催化劑是最方便、活性最高的。
力學性能
加聚物的力學性能可通過測定聚合物的應力-應變曲線來獲得，通過應力-應變曲線可以獲得以下力學性能指標。
(1)應力，以材料單位面積所承受的最大載荷來表示。作用的應力可以是拉伸力、衝擊力、壓縮力或剪下力，得到的強度分別為拉伸強度(抗張強度)、衝擊強度、硬度或彎曲強度。
(2)應變，材料形變時尺寸的變化量與原尺寸之比，以斷裂伸長率表示。
(3)模量，指對形變的抵抗力，以起始應力除以應變來表示，即應力應變曲線的斜率。模量反映了材料的剛性，數值越大，則剛性越大，越不易變形。
(4)彈性伸長率，以可逆伸長率來表示。隨著聚合物結晶度、交聯度或鏈的剛性增加，聚合物的機械強度增加，斷裂伸長率減小。通過調節結晶度、交聯度、Tg和Tm可以獲得具有不同機械性能的聚合物。
加聚物的封裝
選用熱膨脹係數較大的聚醯纖維聚合物材料，當外界溫度改變時，聚合物膨脹而帶動光柵產生應變，相應的FBG產生溫度和應變的雙重調製，提高溫度測量相應靈敏度。
張燕君等人利用外徑1.2mm、內徑0.9mm的不鏽鋼管，用改性丙烯酸酯填充單管封裝，在30～100℃範圍內，溫度靈敏度為28.9pm/℃。Cherl-HeeLee等人外管用銅和氧化鋯陶瓷，內管用普通鋼，利用外管的熱膨脹係數提高溫度靈敏度，報導的銅外管的靈敏度為33pm/℃。氧化鋯陶瓷的靈敏度為28pm/℃。李川等人利用雙層黃銅套管設計的無增敏溫度感測器，內外套管焊接在一起，內套管內的光纖預留長度大於0.4mm，在20～70℃溫度靈敏度為9.671pm/℃。
