聚合物材料概念

聚合物材料

聚合物材料又称高分子材料。两种名称的侧重点不同。聚合物的英语为“Polymer”，意

为多体。聚合物分子是山多个重复化学单元相连接而成的大分子。例如聚乙烯的分子就是由

无数个亚甲基相连而成：

-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-

由于化学单元重复出现形同铁链，聚合物的分子又常被称为分子链。而高分子指这种材料的

相对分子质量特别高。根据不同的用途，相对分子质量可以从几千到几百万甚至上千万。将

这两个名称的内容综合起来，就得到聚合物材料的粗略定义，即由重复单元构成的高相对分

子质量物质。这一定义范围极广，包括了一大类天然物质，树胶、蚕丝、棉花、木材乃至动

植物都是聚合物材料构成的。虽然人类使用聚合物材料的历史可以追溯到远古，但对聚合物

材料的自觉制造却始自天然橡胶的硫化，山NelsonGoodyear于1843年获得第一项关于橡胶

硫化的专利。纤维素是进入人们视野的第二种天然聚合物材料，AlexanderParkes于1856年

获得第一项关于硝酸纤维素的专利。这种材料至今还被用来制造乒乓球和台球等。从19世

纪开始，人类开始合成自然界并不存在的聚合物材料，到目前已经掌握了数万种合成聚合物

的工业生产技术。第一个工业化的合成聚合物是酚醛树脂，山AdolfBayer于1872年首次合

成，ArthurSmith于1899年获得首项专利。从19世纪末到20世纪30年代，人们陆续合成

了腺醛树脂、醋酸纤维素、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯，以及最重要的塑料聚

乙烯。第二次世界大战刺激了对合成材料的需求，•系列材料在30〜40年代被发现和大量生

产，如丁苯橡胶，尼龙，聚四氟乙烯，蜜胺树脂等都是在战争年代问世的。二次大战以后，

聚合物材料的发展更为迅速，新旧材料更新换代的速度明显加快。50年代出现了高密度聚

乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚甲醛、ABS；60年代出现了聚碉，聚苯醛和芳香聚酯；70年

代出现了芳香尼龙，80年代出现了聚芳酸酮。一部聚合物材料产生与发展的简史见图3-1。

聚笨乙烯

聚掰聚承脓一酸亚股

聚乙烯

酷酸纤维素热爱聚我餐

尼龙环氧聚丙烯

聚米二猷胺

酣酹

硝酸纤维素ABS聚醴确

聚限

18501900195019752000

聚伯氧聚於醛

聚家乙烯乙用

聚瞅死胺聚基并味吐

聚丙烯酸葡聚甲醛

芳香尼龙

蜜胺

聚苯硫8f|

氟量料

聚乙燃亚胺

有机硅

聚健曜朗

图3-1部分合成聚合物产生的年代

聚合物材料的分类是个比较复杂的问题，可以按聚合物的来源分为天然聚合物和合成聚

合物;可以按聚合方式分为加聚物与缩聚物;可以按化学组成分作有机聚合物和无机聚合物;

还可以按工程应用分作纤维、塑料、弹性体（橡胶）、涂料、粘合剂等几大类。塑料是其中

最大的一个家族，可以分成热塑性塑料和热固性塑料两大类，其中热塑性塑料又可按性能的

不同，分作通用塑料与工程塑料两大类。图3-2为综合上述分类法的聚合物家族。

聚合物材料

涂料粘合剂弹性体型料合成纤维犬然聚合物生物系统

热塑性一料热固性煲料

图3-2聚合物材料的分类

聚合物材料的体枳年产量已经超过钢铁，其用途也已渗透到生活的每一个角落，主要分

布在下列领域：（1）电气行业，用作坚韧、耐久的绝缘材料；（2）建筑材料，用作管道、门

窗、护墙板、天花板、隔板等。目前已设计出了全塑的住宅，并有样板房屋问世；（3）包装

行业，与纸并列为两大包装材料；（4）汽车行业，除轮胎材料非橡胶莫属外，仪表盘、方向

盘、内衬、座椅等都已采用聚合物制造；（5）家具行业，越来越多的座椅、抽屉、隔板都采

用聚合物；（6）农业，地膜和棚膜已成为不可或缺的基本材料；（7）摄影业，无论是胶片还

是包装已全部为聚合物材料所占领。此外，聚合物还占据了涂料和粘合剂中的绝大部分分额。

千变万化的品种与可设计与剪裁的性能，使聚合物材料变得越来越重要。在20世纪人类带

动了聚合物的进步，但它将会在21世纪带动人类的进步。

3.1聚合物科学基础

3.1.1聚合过程

形成聚合物的聚合反应可分为两大类：连锁聚合与逐步聚合。连锁聚合中最主要的是

加成聚合。加成聚合的单体必须含有双键，在引发剂的作用下，双键打开并与另一个单体相

连接。这一过程不断重复，就形成了长链分子，如F面的加成聚合过程：

MCH2=CH

Cl

氯乙烯聚氯乙烯

»CH2=CH---->…（CH2-CH）「

66

苯乙烯聚苯乙烯

含有共轨双键的单体，可按下面的方式聚合:

CH2=CH-CH=CH2—>CH2-CH=CH-CH2

丁二烯-1,31,4一聚丁二烯

CH3CH3

CH2=C-CH=CH2—>CH2-C=CH-CH2

异戊二烯-1,31,4-聚异戊二烯

不仅是碳碳双键可以聚合，碳氧双键也可以聚合，如聚甲醛的聚合:

H

I

C-O

I'“(CH2——

H

环状单体的开环聚合也属于连锁聚合:

I------>CH2-o-CH2-O-CH2-Oi

CH2严2

-

/°\------»-CH2CH2—

CH2—CH2

逐步聚合中最普遍的是缩合聚合。缩合聚合的单体都含有官能团，通过单体官能团之间

的相互作用，缩掉一个小分子，使两个单体连接起来•如尼龙的聚合是竣基与胺基之间缩掉

一分子水而连接：

HOOC-R-COOH+H2N-R'-NH2+HOOC-R-COOH

HHHH

------>-N-OC-R-CO-N-R'-N-OC-R-CO-N^

聚酯是通过竣基与羟基之间缩掉一分子水：

iHO；OC-R-COpH+^0-^-(^+HO>OC-R-COHOH：

^^-OC—R—CO—O—R,—O—OC—R—CO

逐步聚合不一定是缩合反应，也可以是逐步的加成反应，如聚氨酯的聚合过程:

CH3

HO-R-OH+O=C=NN=C=O+

早？？早HOOH

llllll

^N-C-R-C-NN-C-R-C-N…

例3—1：制备线形尼龙66时，使用1000g己二胺与己二酸缩合。问需要用多少克的己二酸,

生成多少克的尼龙66?假设100%效率。

解：己二胺的相对分子质量为116g/mol,己二酸为146g/mol,水为18g/moL己二酸的分子

数应与己二胺相等：

100°g=8£21mH=————，x=1259g

116g/mol\46g/mol

缩合水的摩尔数也应该是8.621,产生水的质量为18x8.621=155.2g

故得到尼龙66的量为1000+1259—155.2=1948.6g

聚合反应可以在单体中进行，称为本体聚合；可以在溶液中进行，称为溶液聚合；也可

以在悬浮液或乳液中进行，称为悬浮聚合或乳液聚合。本体聚合中最大的问题是控制温度，

而在溶液中聚合就能够稀释反应物，同时稀释反应体系粘度，强化搅拌，这样可以有效地排

除热量，提高对温度的控制。但使用溶剂就要回收溶剂，溶剂还会带来防火与毒害的问题。

悬浮聚合是排除热量的一种有效方法。将单体在水中猛烈搅拌分散成细滴，聚合反应就

在这些细滴中进行。随着反应的进行，单体液滴逐渐变成单体与聚合物的混合物，粘度不断

提高。为防止液滴彼此粘在一起，加入聚乙烯醇、明胶一类分散剂或悬浮剂以保持稳定。

另种广泛应用的聚合方法是乳液聚合。乳液聚合是使用乳化剂将单体以液滴形式分散

在水中，并使用水溶性引发剂。多余的乳化剂在水中形成胶束，约每100个乳化剂分子形成

一个胶束，乳化剂的亲水端向外，亲油端向内（见图3—3）。

图3-3乳液聚合

单体分子在水中总有一些溶解度，它们会扩散到胶束中并将胶束溶胀。引发剂分解形成

的自由基也会扩散进入胶束。一旦有一个自由基进入胶束，聚合反应就开始进行，直到第二

个自由基进入同一个胶束。虽然第二个自由基也能引发单体聚合，但两个活性基共存的时间

不超千分之几秒。这个胶束要等到第三个自由基进来再重新引发聚合反应，直至第四个自由

基进来终止反应。在反应进行过程中，聚合物粒子会不断被胶束排出，而排出的聚合物粒子

受到乳化剂的保护，也不会沉淀。乳液聚合最后的产物是50~500nm直径的聚合物粒子。乳

液聚合速度快，产物相对分子质量高。但产物中不可避免地含有大量乳化剂，影响材料的电

性能及透明度。

3.1.2分子组成与构造

只有一种单体参加的聚合反应称为均聚，所得产物称为均聚物，如以上的聚氯乙烯、聚

苯乙烯、聚甲醛等。如果是两种或两种以上单体参加同一个聚合反应，则称为共聚，所得产

物称为共聚物。例如乙烯与丙烯共聚得到的乙丙橡胶，氯乙烯与醋酸乙烯酯共聚得到氯醋树

脂，苯乙烯与丁二烯共聚则得到一系列共聚物。

不同单体在分子链中可有多种排列方式，形成多种不同的共聚物，如图3-4所示：

均聚物00000200C00330003000200000000000

嵌段共聚物

接枝共聚物

交替共聚物

无视共聚物

图3-4均聚物与一些典型共聚物的结构示意图

共聚是使聚合物获得所需性能的重要手段。山A、B单元组成的无规共聚物的性能基本

上在A、B两种均聚物之间。但如果均聚物A或B是结晶的，A和B的无规共聚物一定是

无定形的，其性能与均聚物的性能之间的关系就很复杂了。嵌段共聚物由均聚物段相互连接

而成。接枝共聚物的主链是一种均聚物，支链是另利均聚物。若主链与支链的化学组成相

同，则为支化聚合物（均聚物）。

分子构造指聚合物分子链的形状及组合方式。分子链可以是线形（如双官能度单体的缩

合物），也可以是线形链的组合，如支化链、星形链等。链与链之间还可以通过化学键相连

接形成网络。图3-5是一些聚合物的构造示例。分子构造对很多性能十分重要。短链支化会

降低结晶度，长链支化会严重影响流动性能。梯形聚合物具有高模量、高强度和热稳定性。

超支化聚合物的外形基本上为球状，其熔体粘度比相对分子质量相同的线形聚合物低得多。

图3-5聚合物的不同构造

交联聚合物是不溶不熔的网络。网络可以由单独一种聚合物形成，也可以由两种或多种

聚合物共同形成。两个均聚物网络套在一起可以形成互穿网络，两种均聚物段相互接枝则形

成互接网络。互接网络一个最经典的例子是硫化橡胶。如果一种聚合物的线形分子贯穿于另

一种聚合物的网络之中，则称为半互穿网络。各种网络的示意见图3-5。

图3-6不同的聚合物网络

（a）简单网络（b）互穿网络（c）半互穿网络（d）互接网络

3.1.3聚合物的凝聚态与力学状态

简单的小分子如水、乙醇、氯化钠等都会在不同的温度以固、液、气三态存在。而聚合

物的行为与小分子不同。聚合物不能以气态存在，因为气化所需的能量足以使分子链断裂。

其次，聚合物由固体变为液体的过程不像小分子那样直接，而要经过不同的力学状态。不同

相对分子质量的无定形聚合物在不同温度可表现出不同的力学状态，如图3-7（a）所示。在一

个特定的温度下，聚合物分子表现为坚硬的固体。但这种固体不是结晶形成的，而是无定形

分子被冻结形成的，同小分子玻璃一样，称为玻璃态。因此这个特定温度称为玻璃化转变温

度，简称玻璃化温度或玻璃化转变。相对分子质量低的聚合物（低聚物）到玻璃化温度之上

就会变成液体，具有流动性。而相对分子质量较高的聚合物加热到玻璃化温度后不会马上具

有流动性，而是先表现出橡胶的行为，具有明显的弹性。在拉力作用下可以发生10倍以上

的形变而不断裂，外力去除后又可以马上恢复原状。随温度的升高，这种弹性逐渐消失，变

成粘稠的液体。相对分子质量越高，保持橡胶行为的温度区域越宽。

结晶聚合物的一个显著特征是部分结晶。结晶聚合物中总是包含两种组分：晶体和无

定形组分。晶体所占的比例称为结晶度，不同的聚合物结晶度不同，同一种聚合物因加工条

件不同，结晶度也可以不同。相对分子质量较低的聚乙烯的结晶度可高达95%,而聚氯乙

烯的结晶度只有5%。所以在结晶聚合物与无定形聚合物之间并无严格的界限。一般称结晶

度较高Q40%）的聚合物为结晶聚合物。

结晶聚合物的力学状态更为复杂，如图3-7（b）所示。处于固态时，结晶聚合物是晶体与

玻璃固体的混合物。加热到玻璃化温度以上时材料是否软化，取决于结晶度的高低。低结晶

度的聚合物在玻璃化温度处会发生一定程度的软化，而高结晶度的聚合物几乎不受影响。加

热到熔点以上时的变化则取决于相对分子质量。相对分子质量低聚合物在熔点以上直接变为

具有流动性的液体，而相对分子质量高的聚合物先变为橡胶态液体，再随温度的升高转变为

粘性液体。

图3-7聚合物的力学状态（a）无定形聚合物；（b）结晶聚合物

•切结构规整的聚合物分子链在适当条件下都可以结晶。但结晶度的高低，则取决于分

子链规整的程度以及外部条件。所称的结构规整性包括化学规整性和立构规整性。

化学规整性是指链的化学结构和构造的规整性。从组成的角度看应该为均聚物链，如果

是共聚链就不够规整；从几何的角度看应为线形链，有支化就不能算是规整。但一定程度的

共聚和支化还是容许的。例如线形聚乙烯具有很高的结晶度，往往高达85%以上。支化对

聚乙烯的结晶度影响很大，会使结晶度降到40%以下。共聚会破坏化学规整性。但少量共

聚单体只会降低结晶度，不至于导致完全不结晶。如丁基橡胶是大量的异丁烯和少量异戊二

烯共聚而成，在一定条件下会产生结晶。乙烯与少量丙烯共聚，也会具有一定的结晶度。

立构规整性是指构型的规整性。对乙烯基类单体而言指旋光立构的规整性。全同立构与

间同立构的分子链具有规整性，能够结晶。无规立构的聚合物一般不能结晶。如工业上使用

的聚丙烯都是全同的，都有较高的结晶度，熔点在130℃以上，是制造冰箱、洗衣机、汽车

保险杠的材料。而无规聚丙烯不能结晶，是一种粘稠的液体。日常使用的聚苯乙烯和有机玻

璃（聚甲基丙烯酸甲酯渚B是无定形的，实验室中专门制备的全同聚苯乙烯和有机玻璃就能够

结晶。但如果聚合物链上侧基尺寸较小，对旋光立构的要求不是那么严格。如OH,F等小

基团，无论旋光立构如何均可结晶。聚乙烯醇（PVA）是无规聚合物，因为OH尺寸小，不影

响规整排列，故可以结晶。

刚性分子链除晶态和无定形态之外，还可以有第三种聚集态，即液晶态。在较低温度下，

刚性链聚合物一般以部分结晶态存在。当温度超过熔点，聚合物熔融时，不是变为各向同性

的液态，而是变成一种各向异性的有序液体，即液晶。由于存在有序结构，液晶是乳白色不

透明液体。继续升高温度，到达一个温度Tc（称为clear温度）时，液晶的有序结构解体，变

为透明的、各向同性的液体。

3.2塑料

塑料一词几乎是高分子材料的代名词。尽管人们都知道塑料是高分子材料中的一种，但

国外仍有不少人仍使用塑料代称高分子材.料。对塑料这一大类材料无法给出一个准确的定

义。我们只能说，在室温下以固态存在的高分子材料中，除去合成纤维与弹性体，剩下的

可以统称为塑料。对塑料的分类主要有两种，一种是根据对温度或溶剂的响应，分成热塑性

塑料与热固性塑料两类。热塑性塑料在热或溶剂的作用下会成为粘稠的液体，降低温度或脱

去溶剂后就会变成固体。而热固性塑料会在热的作用下固化，而一旦固化后就再也不能变成

液体，无论热或溶剂的作用都不能改变其固体状态。所以热塑性塑料可以回收，可以再加工，

而热固性塑料一旦成型,就再不能改变。二者性质之间的这一差别本质上是分子构造的差别。

热塑性塑料的分子构造是非网络的，即线形链或支化链,可以在热或溶剂作用下具有流动性;

而热固性塑料在固化后即形成网络构造，•个制品往往就是个网络，因此不可能再具有流

动性。第二种通行分类法是根据性能分为通用塑料与工程塑料。但近年来随着塑料品种的开

发，传统通用塑料也开发出了工程应用的品种。例如用超高分子量聚乙烯制造的纤维，强度

超过芳香尼龙。故我们在本书中只对热塑性塑料与热固性塑料分类介绍，不强调工程塑料与

通用塑料的区别。

3.2.1热塑性塑料

聚乙烯

聚乙烯是结构最简单的聚合物，1940年左右进入市场，至今仍占据着塑料中全世界产

量第一的位置。使用不同的合成条件，可以制备出不同相对分子质量、不同结晶度、不同支

化度的聚乙烯。最早出现的合成方法是高压法，在200MPa,400%：下进行聚合。得到的产

物称高压聚乙烯或低密度聚乙烯，其密度范围为0.91~0.95。采用Ziegler-Natta催化剂，可

以使用聚乙烯在较低压力下聚合，所得为低压聚乙烯或高密度聚乙烯，其密度范围为

0.94-0.965o这两种聚乙烯在密度上的差别来自分子链结构的差别。高密度聚乙烯基本上为

线形分子，结晶度高，熔点为136℃；而低密度聚乙烯的分子链有较高的支化度，结晶度低,

熔点只有110℃。低密度聚乙烯适用于薄膜，纸张的涂层，导线包覆等非结构应用，而高密

度聚乙烯则应用于注射制品，容器，地下管线等。同样采用低压法，加入少量丁烯与乙烯共

聚，可得线性低密度聚乙烯。这种聚乙烯低具有高密度聚乙烯的性能以及低密度，可以在很

多场合替代高密度聚乙烯。近年开发出的超高分子量聚乙烯具有（300~500）万的相对分子

质量，其最大的特色是突出的耐磨性能，可以制造许多机械零件。由于相对分子质量太高,

注射加工非常困难，而只能进行挤出加工。与其它塑料相比，聚乙烯的优点除了低廉的价格

外，还具有优异的耐腐蚀性，不惧怕任何酸、碱及有机溶剂。其缺点是强度与耐热性较低。

聚丙烯

聚丙烯是典型的旋光立体结构聚合物。将聚乙烯每个链节上的一个氢原子转换为甲基

就成为聚丙烯，而甲基的位置决定了聚丙烯的构型，也就决定了聚丙烯的性质。如图3-8所

示，将主链碳原子放在一个平面上，如果甲基都处于平面的同一侧，就是全同构型；如果交

错出现在平面的两侧，就是间同构型；如果无规排列，就是无规构型。无规聚丙烯不能结晶，

常温下是粘稠的液体，不能作为塑料使用。全同与间同聚丙烯都是结晶的，密度只有

0.90-0.915,熔点高达170℃,模量、强度、硬度都超过高密度聚乙烯，其疲劳强度在整个

塑料材料中都是第一流的，是制造整体合页的最佳选材:其不足之处是韧性较差，尤其是低

温脆性较明显。聚丙烯的化学抵抗力一般优于聚乙烯，只有抗氧化剂与紫外光的能力稍逊于

聚乙烯。聚乙烯与聚丙烯在室温下都没有溶剂，所以它们都可用于制作化学品的容器。

全

同

间

同

无规

图3-8聚丙烯的立体结构

聚氯乙烯

聚氯乙烯是排在聚乙烯之后的第二大宗塑料,在许多国家聚氯乙烯的产量甚至超过聚乙

烯。乙烯链节中的一个氢原子用氯取代就成为氯乙烯，但氯乙烯链节的构型是难以控制的,

故聚氯乙烯都是无规的，以无定形状态存在和使用。聚氯乙烯一般用乳液或悬浮方法合成。

乳液聚合产物多用于制造聚氯乙烯糊，生产发泡制品与人造革。悬浮聚合的产物按相对分子

质量不同分成若干档，分别用于不同的场合。高相对分子质量树脂常与增塑剂混合生产软制

品圳薄膜、软管、导线包覆等。超高分子量聚氯乙烯经增塑后还可以成为•种热塑性弹性

体。低相对分子质量树脂不使用增塑剂，可以直接生产硬制品。最大宗的产品是管道，既

可以用于生活供水也用于工业用水。聚氯乙烯的软化点只有70。。经进一步氯化后的氯化

聚氯乙烯软化点可以提高到100（以上，可用于热水管道，使用温度可达82℃„聚氯乙烯

的强度可与任何工程塑料相比，但韧性很低。欲将聚氯乙烯用于工程结构件，必须对其进

行增韧。常用的增韧材料有EVA（乙烯与醋酸乙烯酯的共聚物）、氯化聚乙烯、ABS、聚丙

烯酸酯等，增韧的聚氯乙烯是生产塑料门窗的主要原材料。

如果聚乙烯链上的一对氢原子被氯原子对称取代，就成为聚偏氯乙烯［图3-9（a）J«聚偏

氯乙烯含有一定量的氯乙烯链节称为萨冉树脂。由于偏氯乙烯的结晶能力极强，既使与氯乙

烯共聚也不影响结晶。故萨冉树脂的微观形态为结晶的聚偏氯乙烯分散在无定形的共聚物之

中。萨冉树脂儿乎在所有性能上都超过聚氯乙烯，尤其是阻隔性能突出，H前广泛应用于食

品的包装。

苯乙烯系塑料

苯乙烯工业上通过乙苯脱氢制成，是最活跃的一种单体，可以任何机理、任何聚合方法

聚合。除了可以制备各种牌号的均聚物外，苯乙烯几乎可以与任何其它单体共聚，形成数

不清的共聚物。

聚苯乙烯与聚丙烯、聚氯乙烯一样，具有立体结构问题。但全同和间同聚苯乙烯只在实

验室中制备与使用，工业上使用的都是无规聚苯乙烯。由于不结晶，聚苯乙烯具有很高的透

明度，因此大多数透明包装都使用聚苯乙烯。但聚苯乙烯脆性较高，在光照下容易发黄，不

能用于窗玻璃。聚苯乙烯另一大用途是泡沫包装。家用电器的泡沫包装和食品包装都是聚苯

乙烯材料。由于泡沫聚苯乙烯具有一定的交联度，所以难以回收利用。聚苯乙烯泡沫已成为

社会上的一大公害。

为克服聚苯乙烯的脆性，将一定量的橡胶溶于苯乙烯再行本体聚合，就得到高抗抻聚苯

乙烯。高抗冲聚苯乙烯实际上是苯乙烯链在橡胶上的接枝共聚物。苯乙烯另一种重要的共聚

物是ABS,即丙烯月青、丁二烯与苯乙烯的三元共聚物。ABS和高抗冲聚苯乙烯都具有较高

的韧性和良好的加工流动性，这两种材料占据了几乎全部家用电器外壳的市场。苯乙烯与

丙烯睛的共聚物透明度高于聚苯乙烯均聚物，但有更高的韧性，广泛应用化妆品和药品的包

装。其它重要的共聚物还有MBS（甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物），具有与

ABS相似的力学性能，同时具有很高的透明度。以上共聚物都含有聚「二烯组分，其中的

双键是造成老化的因素。为在材料中消除双键，人们保留丙烯演与苯乙烯，用其它橡胶组

分代替聚丁二烯，开发出下列与ABS相似的材料：ASA、AES、ACS,橡胶组分分别为丙

烯酸橡胶、三元乙丙橡胶和氯化聚乙烯。

例3-2比较低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚氯乙烯的力学性能并从结

构的角度解释其差别。

解：先将5种塑料的力学性能与结构特不E列于下表：

聚合物拉伸强度（MPa）弹性模量（MPa）结构特征

低密度聚乙烯20270高度支化，低结晶度

高密度聚乙烯371200少量支化，高结晶度

聚丙烯401460甲基侧基，中结晶度

聚苯乙烯533000苯基侧基，无定形

聚氯乙烯604000氯原子侧基，无定形

从以上数据总结出：（1）支化降低链的密度，降低结晶度，从而降低力学性能。（2）引入侧

链原子或基团提高强度与模量，影响程度依次为甲基、苯基、氯原子。

氟塑料

聚烯煌上的氢原子部分地或全部为氟原子所取代就成为氟塑料。氟塑料中最熟悉的品

种是聚四氟乙烯。聚四氟乙烯［图3-9（b）］是化学稳定性最高的塑料，有塑料王之称。可以耐

任何酸、碱及氧化剂。聚四氨乙烯的分子结构具有光滑的表面，所以它是最好的防沾材料，

许多食品与卫生器具都用它作防沾表面处理。聚四氟乙烯流动性极差，不能进行熔体加工

而只能烧结成型。这是它的主要缺点。将聚四氟乙烯中的一个氟原子用氯原子取代，就成为

聚三氟氯乙烯［图3-9（。。这种材料可以注射成型，但使用温度与化学稳定性均低于聚四氟

乙烯。聚氟乙烯的使用温度与化学稳定性较以上两者都低，但熔体加工性更好。这种材料更

多地用于导线绝缘、内墙装饰等。聚偏氟乙烯大量用于注射制品，耐腐蚀性略优于聚氟乙烯，

但使用温度只有150℃,氟塑料还有很多品种，但都不外是以上品种的改性或与其它单体的

共聚物。氟塑料的共同优点是化学稳定性，但往往需要牺牲部分化学稳定性来换取加工流动

性。

C1FF

—CH2一¥）「

C1

（a）聚偏氯乙烯（b）聚四氟乙烯（c）聚三氟氯乙烯

图3-9几种塑料的分子式

尼龙

尼龙的学名是聚酰胺，是具有酰胺基团CONH的聚合物的统称。尼龙或是二酸与二胺

的缩合产物，以单体中二酸中的碳原子数和二胺中的碳原子数命名，如尼龙66（己二酸与

己二胺的缩合物），尼龙610（己二酸与癸二胺的缩合物）等；或是内酰胺的开环聚合产物，

以内酰胺中的碳原子数命名，如尼龙6为己内酰胺的开环产物。尼龙是最早的工程塑料之一,

其力学性能可以满足许多场合的结构应用，连续使用温度为12（FC。但尼龙最大的缺点是吸

潮，尼龙6最多可以吸收10wt%的水分。随着碳原子数的增多，吸潮倾向逐渐降低，尼龙

12的吸潮性就已经很低了。尼龙6与尼龙66是尼龙中的最大品种，占了全部尼龙的90%,

尼龙的强度与低强度铝合金相当。干燥状态下冲击强度不高，吸收一定潮分后冲击强度有显

著提高，因为水充当了增塑剂。但尼龙吸水后会发生一定的尺寸变化，所以使用尼龙一定要

考虑尺寸变化不影响功能的场合。如果酰胺基之间不是脂肪链而是芳环，就是芳香尼龙。芳

香尼龙都以纤维形态使用，见下章有关增强纤维的介绍。

聚酯

本标题下讨论的聚酯专指对苯二甲酸乙二酯（PET）与丁二酯（PBT）,其分子式如图

3-10所示。PET是人们非常熟悉的塑料,因为它是最常见的饮料包装，占了PET用量的45%。

另有45%的PET用于摄影胶片、包装与纤维。PET纤维就是涤纶，既可以生产纺织品也可

以增强轮胎。10%的PET用于生产注射制品。PBT是近年发展起来的，因为每个链节中比

PET多两个亚甲基，具有更好的加工流动性，更低的吸潮性，强度仅略低•点。PBT与PET

用途十分相似,PBT更多地用于合金材料，如与PET共混的Valox,与聚碳酸酯共混的Xenoy,

与聚苯醒共混的Gemax都是工业化产品。PET与PBT常用15%~50%的玻璃纤维增强，增

强后的材料刚度可与热固材料相比，同时保持良好的韧性，是非常有竞争力的结构材料。

聚对苯二甲酸乙二酯聚对苯二甲酸丁二酯

图3-10两种聚酯的分子式

聚碳酸酯

在本标题下我们专指具有双酚A结构的聚碳酸酯:

聚碳酸酯是线形无定形聚合物，集高冲击强度、高透明度、耐高温和优良的加工流动

性于一身。其透明度与有机玻璃相似，虽然价格较高，但其冲击强度却高出16倍，是要求

耐冲击场合必须选用的。聚碳酸酯的拉伸强度与尼龙、聚甲醛、ABS相近，但冲击强度远

胜于后三者，因此在汽车部件在竞争是占有优势。聚碳酸酯具有良好的抗紫外光性质，长期

在室外使用不会影响其机械强度和透明度。由于是无定形塑料•，具有较高的加工精度和尺寸

稳定性。缺点是容易在溶剂作用下发生环境应力开裂。

聚酰亚胺

聚酰亚胺于1970年左右实现工业化，其结构特征是具有如图所示的梯形酰亚胺结构:

梯形结构是通过二胺与二酸酊作用得到的。由于这种梯形结构，聚酰亚胺的强度和耐热

性高于普通工程塑料，拉伸强度为103Mpa,压缩强度为206MPa,连续工作温度高达

260-315℃»但这种耐高温性也给加工带来问题，某些高耐热品级的聚酰亚胺不能用注射机

加工，而只能用粉末冶金的方法烧结成型。聚酰亚胺用石墨或PTFE填充后具有自润滑性能,

可制造轴承等摩擦制品。聚酰亚胺可制造耐高温的线路板，用于酚醛线路板不能承受的温度。

限制聚酰亚胺应用的主要因素是价格高，但与其所提供的优异性能往往是相称的。

聚芳酸

1970年以来，人们陆续开发出一系列新型工程塑料。在性能上，这些塑料都具有耐高

温性和高强度，在结构上，都具有芳香族聚醛的结构，因此可统称为聚芳雄。到目前工业化

的聚芳酸品种不下数百种，在此只列举三个代表，聚苯醛(PPO)、聚苯硫酸(PPS)和聚

酸酸酮(PEEK),其分子式见图3-11。PPS由对二氯苯与硫化钠在极性溶剂中作用生成。

工业上主要生产4个品级的PPS：玻璃纤维填充级，PTFE填充级，矿物填充级与碳纤维填

充级。PPS的一个特点是与填料相容性极佳而与其它塑料相容性很差。PPS的连续使用温度

为26(TC,化学稳定性极高，204OC以下没有溶剂。与PPS相反，PPO一般不单独使用，

而只以其它塑料的合金形式使用。最常见的合金是PPO/PS,PS的比例一般为20%。工业化

的还有PPO与尼龙的合金，尼龙比例与PS相似。PPO合金的力学性能类似于ABS与聚碳

酸酯，但价格略低。是•种高性能价格比的工程塑料。PEEK的连续工作温度高达315。。

而却是热塑性塑料，可以在400℃下注射加工成型。其强度相当或高于尼龙，用碳纤维填

充后模量高达125GPa,比模量高达合金铝的三倍。PEEK还有突出的阻燃性，燃烧时排烟

速率是所有塑料中最低的。

聚苯酸聚苯硫酸聚醒醒酮

图3-11三种聚芳酸的分子式

虽然以上列举了一些热塑性塑料，但难免挂一漏万。有些很重要但并非大类的塑料品种

都没有作专节的介绍。如透明塑料聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃），优异的耐磨塑料聚甲醛,

防水性能最佳的聚硼，聚酰胺与聚酰亚胺的结合体聚酰胺酰亚胺等。在了解各种塑料的时候,

最重要的是要记住每一类塑料的特色,例如氟塑料的化学惰性,聚碳酸酯的抗冲击性,PEEK

的耐高温性和低燃性等。虽然众多材料被归入热塑性塑料一类，它们在化学组成上并无共性

可言，只有一点是共同的，既它们都可以熔体加工，废旧产品或边角料都可以回收利用。这

点是有别于热固性塑料最大的不同。

3.2.2热固性塑料

热固性塑料实在算不上是''塑"料，因为它们在加热固化后就永久地失去了可塑性，不

能再熔融，也不能再溶解，废料不能回收利用。它们也不能像热塑性塑料那样方便地挤出

或注射加工。但热固性塑料有另一种方便的加工途径：在固化前粘度很低。这有利于表面涂

复，有利于浇铸，还有利于对纤维和织物的浸渍，制作复合材料十分方便。由于固化后不

熔不溶的特征，耐高温性往往高于一般的热塑性塑料。热固性塑料的用量占整个塑料的15%。

酚醛

酚醛是热固性塑料家族中最古老的成员，可以追溯到1870年。合成酚醛树脂的两种单

体是苯酚和甲醛，通过聚合可以形成如下交联结构：

当然这种交联结构不是一下子形成的，而是先经过线形阶段（甲阶），再经过线形与交

联的中间阶段（乙阶），最后才形成完全的交联阶段（丙阶）。处于乙阶段时酚醛树脂为脆性

固体，可以制成粉末，与添加剂一起模压成型。添加剂中除固化剂外，主要成分是木粉，它

赋予酚醛材料强度与韧性，其压缩强度可达275MPa。酚醛具有优良的电绝缘性，低吸潮性

和较高的使用温度（204℃）„酚醛树脂用途极广，既可作电器零件，又可作涂料，但最大

的用途是粘合剂。在复合材料领域也有广泛应用。由于价格低廉，可以说酚醛是性能价格

比最高的一种高分子材料。

不饱和聚酯

不饱和聚酯有许多种，其共同点有两点0第一是分子链中含有醇与酸或酸酎作用生成

的酯键-OCO-,第二是分子链中含有双键。最典型的是乙二醇与马来酸酊缩合的不饱和聚

酯，见图3-12。

由于主链中含有双键，在过氧化物的作用下，它可以形成活性反应点。图示反应体系是

不饱和聚酯与苯乙烯的混合物。苯乙烯在大分子链充当架桥作用。不饱和聚酯的主要用途是

浸渍织物，制备船体、车体、浴缸等大型制件。树脂在浸渍前与固化剂混合，24小时内即

可完成固化。

图3-12不饱的聚酯与苯乙烯的固化体系

蜜胺树脂的分子式如图3-13所示，相同的单元在*位置相连接，构成一个自我互穿的网

络。蜜胺树脂最大的用途是餐具，具有易加工、低价格、易上色、高韧性，耐高温(148℃)

等优点。胭醛树脂是尿素与甲醛的缩合物。分子结构如图3-13所示。胭醛树脂的主要用途

是作为粘合剂制造锯末板，作塑料使用的量只有10%o用途与酚醛和蜜胺相似，用作电器

元件,线路板，开关之类。聚氨酯也是一大类热固性材料，只要是二(或多)异氟酸酯R(NCO).(

与二(或多)醉类R，(OH)y的反应产物都属于聚氨酯。根据R或R，性质的不同，可以得到

性质迥异的各种聚氨酯，可以是硬质的热固性塑料，可以是软质的橡胶材料。聚氨酯可以

在合成过程中直接注射成型，称为反应注射。聚氨酯还可以在合成过程中直接制成泡沫制品，

可以是海绵一样软的泡沫，也可以是仿木的硬质泡沫。止匕外，聚氨酯还是重要的粘合剂和涂

料.

H1

H&_*—CH—N—CH—N—CHj—N—CH^—

\N/III

|HC=OC=O

/C\II

yNN—CHj-N—CHy-N—CHj-N—CH^-

N「「「I

HI/'N'/'H-『0

/H—CHj-N—CHj-N—CHj-N—CH2-

蜜胺树脂胭醛树脂

图3-13蜜胺与版醛树脂的分子式

3.3弹性体

弹性体是广义的橡胶，指一大类具有橡胶弹性的聚合物。美国测试与材料协会（ASTM）

将弹性体定义为“较小应力下可发生较大形变，释放应力后可迅速恢复初始尺寸和形状的高

分子材料”。这一定义描述了弹性体的三个特征：首先它是高分子材料；其次是小应力下发

生大形变的能力；第三是迅速恢复大形变的能力。后两个特征实际上对“橡胶弹性”也作出

了定义。这三个特征使“弹性体”这一词具有了特指性，排除了除高分子以外的其它材料，

并明确规定了橡胶弹性与其它弹性的区别。因此，钢、镐等金属不能称为弹性体，Nitinol

等弹性极好的形状记忆材料也不能称为弹性体。

3.3.1天然橡胶

天然橡胶是最早的弹性体•天然橡胶的原料是北美洲橡胶树中渗出的液体树脂，称为胶

乳。胶乳干燥后类似热塑性塑料。哥伦布将这种弹性材料带回欧洲，但此后三百年无人对这

一新奇东西感兴趣。因为干燥的原胶强度很低，弹性也不是很高，且很容易氧化腐败，人们

很难发现它有什么用途。只是发现它能够擦掉纸上的铅笔字，于是给它起了个名字：橡皮。

直到1839年，Goodyear发现在胶乳中加入硫磺，可使这一材料发生质的变化。强度大大提

高，抗氧化性能显著增强，最可贵的是产生了惊人的弹性。这一发现简直是炼金术士发现了

点石成金的魔法，从此便产生了世界上第一种弹性体一天然橡胶。天然橡胶很快被用于制造

轮胎，同忖使“固特异"（Goodyear）的名字永远和轮胎连在了一起。

橡胶与硫磺作用的过程称为硫化。硫化当然不是魔法，而是使天然橡胶的分子结构发生

了变化。天然橡胶的主要成分是顺式聚异戊二烯。这种分子链的特点是：（1）分子间力很

小；（2）主链上含有大量双键。分子间力小导致材料的强度低，但同时使材料很容易发生

形变；但分子间容易发生滑移，因而弹性很低。主链上的大量双键也是容易发生形变的一个

原因，也是材料不耐氧化的主因。加入硫磺后，在邻近分子链的双键之间形成硫链，使材

料发生了交联。交联将聚异戊二烯分子链用化学键连在一起，提高了强度，同时控制了分

子链间的滑移，产生了巨大弹性，同时降低了双键的数量，提高了抗氧化性能。这些就是

橡胶硫化的化学与物理本质。硫化程度（交联度）必须控制在一定水平。如果硫化程度过高,

橡胶就会变得过硬而失去弹性。

如果仅使用硫磺进行硫化，需要较高温度（145。0和较长时间。人们又发现了活化剂、

促进剂等助剂，可以降低硫化温度、缩短时间。

3.3.2合成橡胶

天然橡胶纵有诸多优点，但仍有一些难以克服的缺点，如不耐老化，易受光、氧、热的

侵害等。由于天然橡胶的这些缺点，更由于橡胶树只生长于某些区域，橡胶资源受政治气候

的控制，所以人们一直在努力寻求天然橡胶的代用品。通过分析了解到天然橡胶的主要成分

是聚异戍二烯，人们也合成出聚异戍二烯。合成的产品在性质与天然物接近，只是延伸率

稍差。而用于替代天然橡胶最大宗的品种是丁苯橡胶。

丁苯橡胶是丁二烯与苯乙烯的无规共聚物，可以根据苯乙烯含量调节强度与弹性。以

其性能接近天然橡胶而价格低廉而获得广泛应用。主要应用是轮胎，此外还用于导管、垫圈、

传送带等。其它主要合成橡胶：丁睛橡胶是丁二烯与丙烯睛的共聚物。丙烯般的引入使该种

橡胶具有极性，所以具有优异的耐油性。专门用于石油产品的传送与密封。氯丁橡胶是氯化

丁二烯的聚合物。与天然橡胶相比主要优点是耐候性、耐光照和耐溶剂。是一种通用型工业

橡胶，多用于汽车上的垫圈与导管。缺点是电绝缘性较差。顺丁橡胶的化学组成是顺式聚丁

二烯，其性能与天然橡胶相仿，但价格稍高。因此只能作为其它橡胶的添加剂，以改善滞后

性质和抗撕裂性质。丁基橡胶的主要成分是异丁烯，含少量异成二烯。具有极佳的空气阻

隔性和耐臭氧性质，广泛用于制作充气内胎。在丁基橡胶中引入氯原子可提高其耐热性与

加工性。丁基橡胶耐油性较差，引入氯原子后耐油有所提高，但仍不可浸在油中使用。乙丙

橡胶主要是乙烯与丙烯的共聚物。不加第三组分的称为二元乙丙橡胶，加入一种双烯组分的

称为三元乙丙橡胶，目前后者是生产、应用的主流。乙丙橡胶也具有优异的耐候性、抗老化

性与电绝缘性。但与丁基橡胶一样，由于缺少耐溶剂性，限制了在轮胎上的应用。聚硫橡

胶是一大类橡胶的统称，具有下列结构：

十R—s—s士

R基可以是多种碳氢结构，S原子也可以变化。聚硫橡胶具有优异的耐油与溶剂性、对

气体与水的阻隔性和耐老化性能。聚硫橡胶的拉伸强度、抗撕裂强度及回弹性都不及天然橡

胶与丁苯橡胶。其最大的特点是可以制备成双组分体系，可以在氧气、空气或潮分的作用

下迅速固化。适合作为密封、堵漏、浇铸等方面的应用。硅橡胶实际上是无机聚合物。其

主链并非碳链而是硅氧链，因此具有极高的热稳定性。变化侧链上R基，可以调节硅橡胶

的性质。硅橡胶在印刷工业中极为重要，因为它可以将油墨完全传递给其它材料而本身不会

沾上油墨。合成橡胶的品种数不胜数，在此不一一列举。图3-14为上述重要品种的结构式,

图3-15为各种橡胶的相对使用量。

丁基橡胶

图3-14一些重要合成橡胶的分子式

丁橡胶

］乙丙橡胶

二］丁脑橡胶

二］氧丁椽胶

200400600

用量(万吨/年)

图3-15全世界1991年橡胶使用量

3.3.3热塑性弹性体

热塑性弹性体是热塑性与橡胶弹性的结合体。构成橡胶弹性应有两个必要条件：链的柔

性与链间交联。以上讨论的弹性体都采用化学交联，所得弹性体为热固性的，交联过程不可

逆。本节中的弹性体采用物理交联，故就够能得到热塑性的弹性体。重要的热塑性弹性体有

以下三类。

聚氨酯弹性体

聚氨酯弹性体的分子链由硬段和软段连接而成，如图3-16(a)所示。合成聚氨酯的原料

有三类，长链二醇、短链二醇和二异氟酸酯。在聚合过程中，一面反应一面发生相分离，长

链二醇的长链部分构成软段相，短链二醉和二异氟酸酯部分构成硬段相，以氢键结合在一起。

硬段区就是弹性体的物理交联点。具有这种结构的聚氨酯在室温下是良好的弹性体，硬段区

在20(rc发生粘性流动，可进行熔体加工。聚氨酯的软硬程度可任意调节，控制软、硬段的

种类和比例，就能制备从软橡胶到抗冲塑料范围内的材料。聚氨酯弹性体因交联均匀，具有

出色的拉伸强度。因为是物理交联，受力时硬段区会发生结构重组，使应力均匀分配。结构

重组会造成硬段的取向，极端情况下会引起软段的应变结晶，这两个过程都会大大提高拉伸

强度。

图3-16(a)聚氨酯弹性体中的物理交联(b)嵌段共聚物中的物理交联

3.332嵌段共聚物

此类材料最熟知的线形或星型的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)。因为聚苯乙

烯室温下处于玻璃态，构成物理交联点图3-16(b)o分散相微区的形状与尺寸取决于组分的

分数与相对分子质量。根据具体的表面能情况，可以得到球状、柱状、层片等不同形态。这

种材料的使用温度受到两个组分的玻璃化温度的限制。如SBS在702以上就无法使用。欲

使嵌段共聚物在宽广的温度范围内使用，橡胶相的，越低越好，塑料相的7g越高越好。目

前已有人开发出了以结晶聚合物作为物理交联点的嵌段共聚物，如PET-PB-PET(PET为聚对

苯二甲酸乙二酯)。利用PET的高熔点，可将材料的弹性保持到2009以上。

333.3共混型热塑性弹性体

两种聚合物共混也能得到热塑性弹性体，但二者之间必须有适当程度的相分离以生成分

相结构。工业上成功的一个例子是等规聚丙烯与二元或三元乙丙橡胶共混。在这种混合物中，

乙丙橡胶构成软相，结晶的聚丙烯构成硬相。两相间没有化学键连接，只通过无定形的聚丙

烯与乙丙橡胶链的缠结结合在一起。由于聚丙烯的熔点高达170℃,弹性体的使用温度至少

高于100℃,由于软、硬段间结合较差，共混型热塑性弹性体的拉伸性能也比较低，可通过

加入增容剂改进。目前较成功的方法是选择适当的接枝共聚物来增进两相之间的结合。

3.4聚合物的加工

聚合物的加工技术形形色色，多种多样。关于聚合物的加工足够写一本厚厚的书，在这

里仅作最简单的介绍。

3.4.1挤出成型

挤出成型是最常用的加工方法。如图3-17所示，挤出与混合过程在螺杆与料筒间的缝

隙中进行。螺杆的转动既起到混合作用，同时将物料推向前进。混炼好的物料在料筒的出口

处通过机头，形成并固定为一定的截面积。塑料、橡胶都可以采用挤出加工。挤出加工本身

有多种方法，在一个机筒中可以是单螺杆挤出，也可以是两根螺杆的双螺杆挤出，还可以四

螺杆挤出。如果是两个机筒的两种物料同时挤出到一个机头中，则称为共挤出。凡是固定截

面积的产品都可以用挤出方法加工，如棒材;管材、片材、板材等。挤出后的物料可以是最

后产品，还可以进一步加工。例如图3-18所示的挤出吹塑。先用挤出方法制出一个型坯，

再用模具固定型坯，吹入压缩空气，物料就附在模具壁上成为容器。挤出的物料还可以吹

成薄膜，吹成的薄膜又可以直接制成塑料袋。这使得挤出方法成为应用最为广泛的种加

工方法。

图3-17单螺杆挤出机与挤出成型

图3-18挤出吹塑法

3.4.2注射成型

注射方法（图3-19）是先使物料在料筒中熔融并混合均匀，并集中到料筒的前部。这一

过程称为预塑，与挤出完全相同。注射过程是螺杆将预塑好的熔体注入并充满模具，物料在

模具中冷却定型。开启模具，即可得到最后制品。注射成型是制造单件制品的最方便方法。

使用最多的是热塑性塑料，热固性塑料也可以使用注射方法。利用热固性塑料固化前的流动

性，将物料注入模具。树脂在模具中固化。同挤出一样，可以向模具中注射一种物料，也可

从两个机筒注射两种物料，称为共注射。两种物料可以同时也可以先后注射，后注射的物

料构成外壳。注射成型可以与发泡过程同时进行。将有发泡剂的物料部分充满模具，让其

通过发泡充满模具，就得到注射的泡沫制品。最常见的聚苯乙烯泡沫制品都是注射成型的。

动模群模

图3-19注射成型

反应注射成型（RIM）是注射成型的一个变种。如图3-20所示，将反应物与固化剂同

时用泵打入模具，物料在模具中反应、固化、成型。采用反应注射成型最多的材料是发泡

聚氨酯。物料被打入模具后，发泡过程自动形成一个压力，而反应热又自动加速固化反应,

使整个反应成型过程可以在两分钟内结束。这种方法最适合制造大型制品，如汽车保险杠、

仪表盘等。

图3-20反应注射成型

3.4.3压制成型

压制用的模具多为一个阳模，一个阴模。压制成型多用于热固性塑料。将配好的粉料倒

入阴模，然后压入阳模，在压力和高温下固化成型［图3-21（a）］o如果被压制原料不是粉料

而是液体，则采用转移模压法，如图3-21(b)所示。先在一个料筒中将物料进行预热，通过

柱塞将物料打到模腔中，再进行压制成型。这一方法常用来代替注射成型。由于热固性塑料

固化所需时间较长，转移模压法更为经济实用。

图3-21(a)压制成型(b)转移模压法

图3-22(a)真空成型；(b)压延；(c)浇铸成型

3.4.4真空成型

这一方法只适用于热塑性塑料。如图3-22(a)所示，将预制的塑料片置于模具上方，在

片材上方加热。待预制片软化到一定程度，从模具四周的孔中抽真空，使塑料片紧贴在模具

上同时被冷却。这一方法只适合制造薄壁制品。

3.4.5压延

压延法［图322(b)］是使用热辐对物料进行混炼与成型加工的总称。实际上混炼的压延与

成型的压延是两种不同的过程。在混炼过程中，采用两个相向转动的钢辑，且两个辑的转速

不同。物料在两辑之间受到剪切，在塑化的同时被混合均匀。不管是两种或多种材料的混合，

还是塑料或橡胶与填料的混合，都可以通过压延手段完成。虽然挤出方法可以实现物料的均

匀混合，但压延法是效率最高的手段。橡胶被混炼时，因受强烈的剪切作用，相对分子质量

会显著降低。生胶的相对分子质量很高，不容易加工。在加工前常常“素炼”，即通过压延

手段大大降低其相对分子质量，使其易于加工。成型过程中使用三联辑或四联辐，各个辐的

转速是相同的。物料在根之间不受剪切作用，只