什么是聚合物扩链与交联？

塑料高分子材料聚合物通过扩链与交联后，物理性能发生了很大变化，为高分子材料的应用提供重要支持。扩链剂，交联剂，阻燃剂，增韧剂等是塑料改性中常用的助剂。分子量不高的预聚物，通过适当的方法，使两个大分子端基键接在一起，分子量成倍增加，这一过程称为扩链。带有端基的聚丁二烯呈液体状态，称作液体橡胶。在浇铸成型过程中，通过端基间反应，扩链形成高聚物。高分子量热塑性聚氨酯的合成一般采用两步扩链法进行合成，低分子量寡聚二元醇或二元胺首先通过端基与二异氰酸酯反应进行**次扩链，得到异氰酸酯基封端的聚合物；再通过小分子二元胺或二元醇与异氰酸酯基反应进行第二次扩链，最后得到高分子量的热塑性聚氨酯弹性体。

交联可分为化学交联和物理交联。大分子间由共价键结合起来，称作化学交联；由氢键、偶极等物理作用结合的，称为物理交联。为了提高聚合物的使用性能，将线形的热塑性聚合物分子通过化学反应相互结合形成体型的热固性网络，可大大提高材料的力学性能和稳定性。未交联的天然橡胶或合成橡胶生胶，硬度和强度低、弹性差，大分子间容易滑移，难以应用。1839年，将天然橡胶与单质硫共热交联，制得了有应用价值的橡胶制品。大部分橡胶种类（顺丁橡胶、异戊橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙胶等）主链上都留有双键，经硫化交联才能发挥其高弹性。

对聚合物分子结构的设计与控制，也已成为功能高分子材料的重要设计思路。壳聚糖(chitosan),又称脱乙酰甲壳素，是由自然界广泛存在的几丁质（chitin)经过脱乙酰作用得到的。这种天然高分子的生物相容性、安全性、微生物降解性等优良性能被各行各业广泛关注，在医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取及回收、生化和生物医学工程等诸多领域的应用研究取得了重大进展。但是，壳聚糖通常只能溶于酸性水溶液，不能完全溶于中性的水溶液；成型后的壳聚糖材料在水环境中会迅速溶胀而失去力学性能。通过壳聚糖分子链上的氨基与甲基丙烯酸分子的羧基反应修饰上双键，引发自由基聚合，壳聚糖分子形成交联结构，可有效提高壳聚糖在水环境中的力学强度。