有一种热塑性弹性体，它的分子结构是多个嵌段在一端相连，呈放射状的星型，就像神话中的千手观音那样，从身体上伸出许多条手臂。这种星型多臂的热塑性弹性体，臂数可有5—29个，它的一个好处是加工方便。我们知道，要提高材料的弹性和强度，就要求分子量增大，但一般高分子材料分子量一大，就导致黏度增大，难于加工。而这种星型材料却能够做到分子量很大而黏度并不太大，十分著名的K-树脂就是其一，用它做的包装材料，透明性和韧性都无与伦比。
从“树木的眼泪”到子午线轮胎，再到特种橡胶和热塑性弹性体，橡胶工业的发展正是人类文明进步的一个缩影，它清晰地反映出人类从利用大自然馈赠的现成材料，走向揭开材料结构的奥秘，创造自己所需要的材料，让大自然更好地为人类服务的过程。
§§§第三节使沙漠变良田的吸水树脂
沙漠的肆虐
人类祖祖辈辈居住的地球，陆地面积约有120亿公顷。当原始人刚刚出现的时候，地球上有2/3的陆地覆盖着森林。我们的祖先便是在森林中与狼虫虎豹搏斗，艰难地存活下来的。经过漫长的进化，人类学会了取火、畜牧、伐木、种植、狩猎等等生存本能，逐渐从依赖大自然、听命大自然转向利用大自然、改造大自然。然而，正是从这时起，森林的原始状态开始被破坏。
好在最初的破坏并不严重，砍伐与生长基本上保持着平衡，气候也一直风调雨顺。
随着工业革命的开始和发展，在最近的几百年里，森林面积急剧下降，大量的滥砍滥伐、烧林垦荒、过度放牧，使今天的森林只剩下当初的1/6，而且仍在不断地被破坏！取而代之的，是沙漠的蔓延。现在，沙漠正以每年增加500—700万公顷的速度，无情地吞噬着良田和牧场，肆虐的风沙一夜间就可以掩没几千公顷土地。比如著名的撒哈拉大沙漠，在近半个世纪中已向南扩大了65万平方千米；而我国辽宁省西北部的章古台沙漠，在100多年前还是水草丰美、树木成林的绿地，盛产杏树，如今却是一片不毛之地。
现状已十分危急，我们不能再如此愚昧了，必须尽快行动，想方设法，保护森林，向沙漠讨回良田！
无形的水库
人类已经意识到自己过去的无知已造成了怎样的危害，严禁滥伐森林，大力植树造林已是世界上所有国家的一致行动。与此同时，人类也在利用自己的智慧，改造沙漠，改造大自然。亡羊补牢，犹未晚也。
沙漠之所以不能生长植物，主要原因之一就是缺水。20世纪70年代美国农业部北方研究中心，出于改沙漠为农田的设想，制定了研究计划，首先开发了高吸水性的树脂。这种树脂一改普通树脂憎水的特点，可以把周围的水分吸附住，受热以后又能缓慢释放出这些水分。更可贵的是，吸水树脂的吸水能力很强，最初研制出来的吸水树脂能够吸附自身重量200倍的水，而今最多的可以吸附5000倍以上。
美国高分子化学家、诺贝尔奖获得者弗洛里教授，对吸水树脂进行了深入的研究后发现，这种材料的结构正像一张大网，它是由许多长链高分子连接起来的。这张网上含有许多亲水基团，它们一遇到水就会十分迅速地把它吸附住。大家知道，高分子的链很长，通常情况下它们都是蜷曲起来的，因此由这样的长链结成的网一旦伸展开来，可以扩大许多倍，也就是说，水可以源源不断地被吸附到网中，直到分子链被近乎拉直为止。这就是为什么吸水树脂能够吸附这么多的水的缘故。而当树脂被加热时，水分子运动剧烈起来，最后冲破网的束缚而蒸发出去，树脂的分子结构渐渐恢复到原状。所以，吸水树脂可以重复使用。
利用这一特性，人们在干旱的沙漠和荒地上用吸水树脂建起了无形的水库，树木于是得以不断吸取到水分，沙漠终将重新变为绿洲。
20世纪90年代，许多科学家仿效吸水树脂的原理和结构，还研制出了吸油树脂。尽管目前吸油树脂的吸油率最大仅为自身重量的25倍，但仍然被广泛应用在油处理及除臭剂、杀虫剂、缓释药物载体的制造上。
吸水树脂的其他应用1983—1986年，吸水树脂尚在崭露头角阶段，产量就骤增了10倍。当时日本的三洋化学公司投入巨资引进生产线，使日本生产的吸水树脂达到世界产量的一半。日本没有沙漠，但日本人早已发现了吸水树脂的其他新用途。
首先是婴儿、妇女、病人使用的卫生用品。吸水树脂不但可以吸水，还可以吸收尿和血。这给整个卫生用品市场带来了一股新的浪潮：含有“新奇高分子”的婴儿一次性尿布、妇女卫生巾、病人用的床垫尿垫等，又轻又软又有很好的吸收效果，立刻成为受欢迎的产品，并且日益取代老式卫生用品，给人们带来的是清洁、方便和卫生。
其次，吸水树脂已广泛应用于工业领域。它除了做干燥剂和脱水剂外，还有许多奇妙的用处。比如“膨胀橡胶”，是最新研制成功的地下防水材料。
这种橡胶中含有高吸水性的树脂，遇水后体积膨胀，用它来堵塞漏水的缝隙，效果奇佳，因为哪里漏水厉害哪里橡胶就膨胀得厉害，密封性能也就越好，真可谓是“以水治水”。又如海底电缆尽管有很厚的保护层，但难免有被鱼类咬破之处。那么在保护层下面置一层吸水树脂，一旦漏水，吸水树脂就能立刻吸附水分并堵塞漏洞。
§§§第四节从不粘锅说起
家庭主妇的福音
20世纪80年代中期，在美国和西欧市场上出现了一种特别的菜锅——不粘锅。
而今这种锅已经在全世界的市场上深受欢迎。从此，家庭主妇们不必再担心煎鱼时鱼皮粘在锅壁上，也不必再担心煮肉时一不小心就会烧焦。她们甚至只用很少的油或干脆不用油，照样烧出一桌色香味俱佳的菜肴。继不粘锅后，很快又出现了易清洁的脱排油烟机，油腻的机身只需用棉纸轻轻一擦，立刻恢复原貌，大大减轻了主妇们的劳动。
这种不粘功能与不粘锅和脱排油烟机的外形并没有什么关系，人们仅仅是在锅的内表面和脱排油烟机的外表面多涂了一层氟树脂，利用氟树脂优异的热性能、化学性能、易清洁性能和无毒性能，制成了这些大受欢迎的厨房用具。
“塑料王”
氟树脂家族中的老大哥是聚四氟乙烯，它被誉为“塑料王”。聚四氟乙烯具有最好的耐化学腐蚀和耐老化的性能。这一特点的应用，使基础化学工业——“三酸两碱”工业，跃上了一个新的台阶。原来装浓酸浓碱只能用笨重易碎的陶瓷容器。塑料容器出现后，虽然适于装置大多数的酸、碱，可是对浓氢氧化钠和腐蚀性极强的“王水”却只能“俯首称臣”。而采用由聚四氟乙烯制成的容器后，非但浓氢氧化钠和“王水”能安全地放置其中，连用于原子能工业的强腐蚀剂五氟化铀，也能乖乖地安居其中，难怪人们要给聚四氟乙烯冠以“塑料王”的美称了。
普通塑料制品容易发生老化现象，原来看上去挺好的东西，过了三五年或者十来年就会产生裂纹，甚至破碎。可“塑料王”就是不一样。把聚四氟乙烯制品在室外放置，任凭日晒雨淋，二三十年都毫无损伤，真是“王者风范”。
王水是一种具有极强腐蚀作用的液体，它是用浓硝酸和浓盐酸以1：
3的体积比混合而配成的。如此混合后，其腐蚀作用比浓硝酸和浓盐酸更为强烈，甚至金、铂也能溶于其中，真是“溶剂之王”。但是“溶剂之王”遇到“塑料王”，也只能“甘拜下风”。
不用润滑油的轴承
我们知道，轴承必须要经常加油润滑。这一方面是为了减小摩擦，另一方面还为了散去摩擦热，否则轴承就会发热变形，导致转动不灵，甚至损坏。
对高级复杂的机器必须设计出整套润滑油油路，以定时地加入润滑油，并让润滑油顺着油路流动，润滑每一个轴承。当然，这很麻烦。
当人们对聚四氟乙烯作了进一步研究之后，发现它竟又是一种摩擦系数非常小的物质。用它来代替钢制造的轴承，转动起来又灵活又轻巧，发热量很小，根本不必再添加润滑油。而且，用聚四氟乙烯制造的零部件，在-200—350℃的温度范围内都能很好使用，这无疑给机械行业带来了巨大的效益。不仅如此，聚四氟乙烯轴承在转动时不发出噪音，杜绝了噪音污染这一公害，难怪越来越多的高级设备都离不开它了。
在有些场合，聚四氟乙烯还是不可替代的材料。现代化工业生产中，许多化学反应不仅需要搅拌，还需要防腐与密封。虽然反应釜和管道可以用不锈钢或特种搪瓷材料制成，但搅拌棒的轴承和所有的密封圈，就非用这“百毒不侵”的聚四氟乙烯不可了。
人体器官的替代品
人是世界上最宝贵的财富。但人不可能不生病，人体的器官有时会因多种原因被损坏。要修补、代替这些器官该用什么材料呢？我们又要推荐：用“塑料王”！
在选择制造人体器官替代品的材料时，除了要求这种材料具备一定的物理、化学性能之外，关键还要考虑它们的生物性能。也就是说，只有那些能与人体“和平共处”的材料，我们称为“生物相容性材料”的，才可以用在人体上。否则，人体的“排异性”将对那些植入体内的材料发生“排异反应”，甚至导致生命危险。
经过大量的实验和研究，人们对聚四氟乙烯材料进行了改造，不但使这种材料具有“生物相容性”，而且加工方便，容易制成所需的形状，以满足医学上的要求。现在，人们已用这种改性聚四氟乙烯制成了各种人体医疗器具（如胃镜钳导管）和人体器官替代品（如心脏补片、人造动脉血管、人工气管等）。用改性聚四氟乙烯制制造的人工器官，都经过非常严格的试验，各国也制定了非常严格的标准，帮助人们安全地使用它。尽管这些材料价格昂贵，但是，还有什么能比人的生命更昂贵的呢？
英雄辈出的氟家族
科学家经过对聚四氟乙烯的大量研究，确定了它具有如此特异性能的微观原因，也找到了改进它缺点的方法。在研究的过程中，又发现了一大批其他的氟树脂，我们就把它们称为氟家族吧。
氟家族中英雄辈出，它们不仅继承了聚四氟乙烯“塑料王”的许多优良性能，还发展了各自独特的优点。就拿1990年才“出生”的新成员“特弗龙-AF”来说吧，它是由著名的杜邦公司郑重推出的产品，目前在电子工程、光学工程、医学上都有惊人的表现。
特弗龙-AF具有优异的介电性能、良好的尺寸稳定性、高温下的刚性、光滑的表面和不被腐蚀的化学惰性。用它可制成新一代高速电子计算机的线路介质层和集成电路芯片。用它制成的薄膜经均匀掺杂后，可成为微米级、亚微米级的高绝缘薄膜驻极体理想材料。完全非晶态的特弗龙-AF有优异的光学清晰度，它透过可见光的能力大于95％，可算是最好的透光材料之一了。更重要的是它还有很低的折射系数和较高的抗辐照能力，这使它成为制造光纤的最好材料，尤其是用于航天技术等新技术领域。它还可以用来作为微波、雷达系统中透镜的表面涂层和光学涂层。特弗龙-AF优异的生物相容性，使它在医学领域也能大显身手。
§§§第五节聚丙烯传奇
实验室中的险情
1949年的一天，联邦德国马克斯—普朗克研究院，著名化学家齐格勒带着他的助手，像往常那样走进他们专用的实验室，开始进行催化剂三乙基铝的研究工作。这项研究当时已进入成熟阶段，其主要化学反应是用三氢化铝和乙烯气体在60℃—80℃温度范围内和一定的压力下生成三乙基铝。
实验开始后，不知什么原因，齐格勒的助手没有注意控制温度。只见温度计上的指标已升到100℃，慌了手脚的助手不知所措，温度继续上升。
其实，这时只要将通入乙烯的开关关掉就可以了。这是因为反应器中的三氢化铝和乙烯气体是按一定比例进行反应的，三氢化铝消耗完后，反应便会停止。如果继续通入乙烯，一般来说，反应器内的压力就会增加，就有可能引起爆炸。在这万分紧急的时刻，镇静的齐格勒发现，尽管乙烯仍在不断地通入，但反应器内的压力并没有升高，不存在爆炸的危险。
这个偶然发生的意外现象引起了齐格勒的深思。他又经过无数次的实验，追根寻源，终于在1953年发表了一篇具有重大意义的论文。这篇论文论述了这样一个科研成果：用三乙基铝—四氯化钛催化剂，可使乙烯在低温低压下聚合，获得短支链的聚乙烯。
高压聚乙烯与低压聚乙烯
在这之前，聚乙烯是采用1937年帝国化学公司的专利，用高温高压法生产的，这样生产出来的聚乙烯称为高压聚乙烯，例如如上海金山石油化工总厂的一期工程，就是采用这种高温高压法生产聚乙烯的。
高温高压法的生产过程是：将纯净的乙烯气体放在很厚的无缝不锈钢管道中，让乙烯气体经受2500—2800个大气压的高压和300℃—330℃的高温，再用少量的氧气引发，使乙烯分子打开其双键，然后“手”拉“手”地连成长链分子，即形成聚乙烯高分子。
高压聚乙烯的生产需要昂贵的设备，还要消耗大量的能量，而且这样生产出来的聚乙烯其长链分子的排列是很不整齐的。据测定，在一个聚乙烯长链分子的主骨架上，大约平均每100个碳原子就会伸出两个支链，就像在树的主干上伸出分枝那样。这些支链较长，一般有4个碳原子。这样的结构影响了聚乙烯的性能。
采用齐格勒的催化剂法生产聚乙烯，只需低温低压设备，消耗能量也少。
这样生产出来的聚乙烯称为低压聚乙烯。低压聚乙烯的长链分子排列较整齐。据测定，平均每1000个碳原子只伸出5个仅有1—2个碳原子的支链。
比起高压聚乙烯来，低压聚乙烯的性能有了较大的提高。高压聚乙烯的密度在0.91—0.95克/厘米3，结晶度仅50％左右，熔点在110℃左右。低压聚乙烯密度较大，为0.94—0.96克/厘米3，结晶度高达70％以上，熔点在130℃—136℃，而且其抗拉强度是高压聚乙烯的3—4倍。
从聚乙烯到聚丙烯
事情并不到此为止，当这一成果由齐格勒转让给意大利的蒙蒂卡提尼公司后，引起了该公司高级技术顾问、米兰聚合物工艺学院的纳塔教授的重视。
他分析了齐格勒的催化剂，并进行了理论上的研究，终于在1954年发表了用改进的催化剂引发丙烯聚合的论文，成为世界上第一个获得有实用价值的聚丙烯材料的人。
大家知道，在天然气和石油气中，含有大量的乙烯和丙烯气体。乙烯气体较早地就被用来聚合成有实用价值的聚乙烯，但丙烯的聚合一直未能很好地解决。在纳塔之前，有许多研究者进行了大量工作，希望制成聚丙烯。然而，按常规的聚合方法获得的只是像糨糊那样的黏稠物，成不了固体材料。
纳塔认为，这是因为这种黏稠物的分子没有整齐排列之故。只有提高其分子结构的规整性，才能得到固体状态的聚丙烯。
