關於高分子
About Macromolecule


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什麼是高分子

高分子的「高」，是指它的分子量很「高」。常見的分子，稱為小分子，因為它們通常是由幾個或幾十個原子所組成的，分子量大約在幾十到幾百克／莫耳左右。而高分子通常是由幾百、幾千、幾萬甚至幾十萬個原子組合而成的，它們的分子量可能是幾千、幾萬、幾十萬、幾百萬甚至更高，也就是說，高分子是由許多的小分子以化學共價鍵組合而成。但並不是所有的小分子都可以聚合成高分子。


一般高分子都以化學結構的簡圖來表示。以聚乙烯為例，其簡圖可表示成（CH2 - CH2）n，其中括號內的化學結構式，稱作高分子的重複單位，而 n 代表重複單位的數目，也就是單體的數目，通常又稱作平均聚合度，通常 n 的範圍可以從幾千到幾十萬。

高分子的分類

高分子（macromolecule）一般也稱為聚合物（polymer），依照來源，可分為天然高分子材料與合成高分子材料兩大類。人類很早就使用天然高分子材料，例如澱粉、植物纖維、麻、絲綢、木材、天然橡膠等。合成高分子材料則在19世紀初期開始開發出來，到了20、21世紀，由於石化產業的蓬勃發展，使合成高分子材料的發展更加迅速，產品應用範圍更廣泛，與人類生活的關係更加密切。以下簡單介紹合成高分子材料的發展歷史。 

應用範圍

  • 化妝品領域
  • 高分子球具有極佳的觸感、展延性與通透感，是高級化妝品所使用的添加劑。
  • 顯示與照明領域
  • 光擴散高分子微球在照明領域應用的元件是燈源外圍的燈殼與燈罩，其經模具成型後在外觀上是白霧色，同時具有把燈源霧化的能力。
  • 電子材料領域
  • 高分子微球在電子材料領域的產品主要有兩種，一是異方性導電膠膜，二是液晶螢幕用間隔高分子微球。 
  • 醫學材料領域
  • 許多藥物無法直接使用或直接使用時藥效不理想，就可透過高分子球或微膠囊做為藥物載體，並藉由微球與微膠囊尺寸、表面性質、結構、緩釋效能等的合理設計來控制藥物釋放的時間、速率與位置，也就是標靶藥物載體。 
  • 塗料材料領域
  • 近年來，由於環境汙染問題嚴重，水性漆料的研發受到重視。研究發現，添加交聯型高分子球可以提升塗料的黏著性，在垂直面粉刷時能有效防止塗料下垂，方便人員施工。而中空高分子球添加到塗料中，藉由空氣比熱較大的因素可以有效保溫，這類塗料常施作於工廠加熱爐表面。
  • 膠黏材料領域
  • 透過高分子球結構與單體材料的選擇，可發展出各式各樣特殊用途的膠黏劑，其中又以核殼型球的使用最多。例如，核是聚氨酯樹脂，殼是聚丙烯酸酯的膠黏劑，核的部分提供塗膜的強度，殼的部分則表現黏著性。
  • 塑膠添加劑領域
  • 高分子球做為塑膠添加劑是屬於較傳統的應用，如在塑膠中添加橡膠高分子球，不僅能維持塑膠本身的優點，又能藉由橡膠球的高彈性提升塑膠的耐衝擊性。