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第二章高分子鏈的結(jié)構(gòu)教學(xué)內(nèi)容:高聚物的結(jié)構(gòu)層次、一次結(jié)構(gòu)(近程結(jié)構(gòu))、二次結(jié)構(gòu)(遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu))基本要求:掌握高分子鏈結(jié)構(gòu)的層次關(guān)系,掌握近程結(jié)構(gòu)、遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)的含義和具體內(nèi)容,影響高分子鏈柔性的因素。重點(diǎn)難點(diǎn):構(gòu)型、內(nèi)旋轉(zhuǎn)構(gòu)象、柔順性。本章提要高分子結(jié)構(gòu)高分子鏈結(jié)構(gòu)高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)一次結(jié)構(gòu)(近程結(jié)構(gòu)):

是構(gòu)成高分子的最基本微觀結(jié)構(gòu),包括其組成和構(gòu)型。二次結(jié)構(gòu)(遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)):

大分子鏈的構(gòu)象,即空間結(jié)構(gòu),以及鏈的柔順性等。三次結(jié)構(gòu)(聚集態(tài)結(jié)構(gòu)):

通過(guò)范德華力和氫鍵形成具有一定規(guī)則排列的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。高次結(jié)構(gòu)(織態(tài)結(jié)構(gòu)):

三次結(jié)構(gòu)的再組合。第一節(jié)高分子結(jié)構(gòu)層次的劃分二次結(jié)構(gòu)與三次結(jié)構(gòu)示意圖第二節(jié)高分子的近程結(jié)構(gòu)

——高分子的基本微觀結(jié)構(gòu)(1)高分子鏈的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)(2)結(jié)構(gòu)單元的鍵接方式(3)共聚組成及序列分布(4)線型、支化和交聯(lián)(5)取代基空間排列方式高分子的近程結(jié)構(gòu)屬于化學(xué)結(jié)構(gòu)范疇,它對(duì)聚合物的基本性能具有決定性的影響,近程結(jié)構(gòu)一旦確定,聚合物的基本性能也就隨之確定。一、高分子鏈的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)主鏈主要由碳、氧、硅、氮、硫等原子組成。1、碳鏈高分子(carbon-chainpolymers):主鏈由碳原子以共價(jià)鍵連結(jié)。

~~~C—C—C—C—C—C~~~

一般可塑性較好,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,但強(qiáng)度一般,耐熱性較差,可作為通用高分子使用。例:PE、PVC

、PP、PS等2、雜鏈高分子(hetero-chainpolymers):主鏈由二種或更多原子以共價(jià)鍵連結(jié),主要是C、O、N、S等原子。

~~~C—C—O—(N,S,…)—C~~~

相對(duì)于碳鏈聚合物,耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度明顯提高,但化學(xué)穩(wěn)定性較差。通??勺龉こ趟芰鲜褂谩@耗猃?、尼龍66、PET等3、元素有機(jī)高分子(elementorganicpolymers):主鏈中含有Si、P、B等無(wú)機(jī)元素的高分子鏈

~~~Si(P,Al,Ti)—O~~~

大分子主鏈上沒(méi)有碳原子,側(cè)基上具有有機(jī)基團(tuán)。該類聚合物具有較好的可塑性和彈性,還具有優(yōu)異的耐熱性,可以在一些特殊埸合使用。例:聚二甲基硅氧烷4.無(wú)機(jī)高分子(inorganicpolymers)

大分子鏈(主鏈和側(cè)基)完全由無(wú)機(jī)元素組成,沒(méi)有碳原子。無(wú)機(jī)高分子一般具有極好的耐熱性,但強(qiáng)度低。例:玻璃★端基(endgroup)分子鏈的端基主要影響聚合物熱穩(wěn)定性,因?yàn)榫酆衔锏慕到庖话銖姆肿渔湹亩嘶_(kāi)始;另一方面影響聚合物的化學(xué)反應(yīng)性。例1:聚甲醛(POM)的端羥基受熱后容易分解釋放出甲醛,所以聚甲醛合成需要用乙酸酐進(jìn)行酯化封端,從而消除端羥基,提高熱穩(wěn)定性。例2:聚碳酸酯(PC)的端羥基和酰氯端基都可以促使聚碳酸酯在高溫下降解。如果用苯酚進(jìn)行封端則可以明顯提高PC的耐熱性。具有不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的聚合物應(yīng)用舉例應(yīng)用最廣泛的高分子材料:PE、PP、PS、PVC聚乙烯PE(polyethylene)超高分子量聚乙烯Ultra-High

Molecular

Weight

Polyethylene–UHMWPE聚丙烯PP(polypropylene)聚苯乙烯PS(polystyrene)聚氯乙烯PVC,poly(vinylchloride)聚四氟乙烯PTFE(polytetrafluoroethylene)(商品名“特富龍”Teflon)聚碳酸酯PC(polycarbonate)PC采光板PC防護(hù)鏡PC耐熱機(jī)殼PC光盤聚酰亞胺PI(polyimide)聚異戊二烯PIP(polyisoprene,異戊橡膠)鍵接異構(gòu):是指結(jié)構(gòu)單元在高分子鏈中的連接方式。一般頭-尾相連占主導(dǎo)優(yōu)勢(shì),而頭-頭(或尾-尾)相連所占比例較低。不同鍵接方式的影響:高聚物結(jié)晶能力、力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性能等二、高分子鏈的連接方式頭—尾連接頭—頭連接尾—尾連接雙烯類烯烴的加成聚合鍵接方式更復(fù)雜1,2加成,鍵接異構(gòu)3,4加成,鍵接異構(gòu)1,4加成,幾何異構(gòu),鍵接異構(gòu)異戊二烯在聚合過(guò)程中可能的異構(gòu)體三、高分子鏈的構(gòu)型(Configuration)1.定義:構(gòu)型是指分子中由化學(xué)鍵所固定的原子在空間的排列。2.特性:要改變構(gòu)型,必須經(jīng)過(guò)化學(xué)鍵的斷裂和重組3.構(gòu)型不同的異構(gòu)有旋光異構(gòu)幾何異構(gòu)1、旋光異構(gòu)以乳酸分子為例,回憶有機(jī)化學(xué)中關(guān)于不對(duì)稱C*(手性C)的基本概念不對(duì)稱C原子:有機(jī)物中C原子,以四個(gè)共價(jià)鍵與四個(gè)原子或基團(tuán)相連,形成一個(gè)四面體,四個(gè)基團(tuán)位于四面體的頂點(diǎn),C原子位于中心,當(dāng)四個(gè)基團(tuán)都不相同時(shí),該C原子稱為不對(duì)稱C原子(C*)。旋光異構(gòu)體:高分子中的C*

:具有不對(duì)稱C*原子的這種有機(jī)物,能構(gòu)成互為鏡象的兩種異構(gòu)體,表現(xiàn)出不同的旋光性,稱為旋光異構(gòu)體。結(jié)構(gòu)單元為:—CH2—C*HR—由于C*兩端的鏈節(jié)不完全相同,C*是不對(duì)稱碳原子,這樣每個(gè)鏈節(jié)就有兩種旋光異構(gòu)體,三種鍵接方式。Isotactic

全同立構(gòu)Atactic

無(wú)規(guī)立構(gòu)Syndiotactic

間同立構(gòu)高分子鏈全部由一種旋光異構(gòu)單元鍵接而成高分子鏈由兩種旋光異構(gòu)單元交替鍵接而成高分子鏈由兩種旋光異構(gòu)單元無(wú)規(guī)鍵接而成全同與間同聚丙烯的構(gòu)型旋光異構(gòu)對(duì)聚合物性能的影響:等規(guī)聚合物具有很好的立構(gòu)規(guī)整性,能夠滿足分子鏈三維有序排列的要求,所以等規(guī)聚合物可以結(jié)晶。規(guī)整度越高,結(jié)晶度就越高。而無(wú)規(guī)聚合物由于規(guī)整性較差,一般不會(huì)結(jié)晶。決定構(gòu)型異構(gòu)的因素:

高分子的構(gòu)型異構(gòu)取決于聚合方法,更主要的是取決于所采用的催化體系。1)使用自由基聚合只能得到無(wú)規(guī)立構(gòu)聚合物;2)使用配位聚合催化劑進(jìn)行定向聚合可以得到有規(guī)聚合物。2、幾何異構(gòu)由于主鏈雙鍵的碳原子上的取代基不能繞雙鍵旋轉(zhuǎn),當(dāng)組成雙鍵的兩個(gè)碳原子同時(shí)被兩個(gè)不同的原子或基團(tuán)取代時(shí),即可形成順式、反式兩種構(gòu)型,它們稱作幾何異構(gòu)。雙鍵上基團(tuán)在雙鍵一側(cè)的為順式,在雙鍵兩側(cè)的為反式。1,4加聚的雙烯類聚合物中,主鏈含有雙鍵。順式聚異戊二烯(天然橡膠):等周期為8.1?

;分子易內(nèi)旋轉(zhuǎn)具有彈性;規(guī)整性差不易結(jié)晶;熔融溫度~30℃反式聚異戊二烯(古塔波膠)

等周期為4.7?

;分子不易內(nèi)旋轉(zhuǎn)無(wú)彈性;規(guī)整性好較易結(jié)晶;熔融溫度~70℃四、高分子鏈的幾何形狀1.定義:分子構(gòu)造是指聚合物分子的各種形狀。2.分類:線型:高分子鏈呈直線形支鏈型:鏈狀高分子,帶有分支交聯(lián)型:高分子鏈之間通過(guò)支鏈連結(jié)成一個(gè)三維空間網(wǎng)狀大分子。1、線型一般高分子是線型的,如前所述的聚氯乙烯和聚酯,分子長(zhǎng)鏈可以卷曲成團(tuán),也可以伸展成直線,這取決于分子本身的柔順性及外部條件。

線型高分子鏈間無(wú)化學(xué)鍵結(jié)合,所以在受熱或受力情況下分子間可以互相移動(dòng)(流動(dòng)),因此線型高分子可在適當(dāng)溶劑中溶解,加熱時(shí)可熔融,易于加工成型。2、支鏈型由于加聚過(guò)程中有自由基的鏈轉(zhuǎn)移發(fā)生,常易產(chǎn)生支化高分子支化分子對(duì)高分子材料的使用性能有一定的影響支化的類型:梳型、星型、無(wú)規(guī)支化支化度:以支化點(diǎn)密度或兩相鄰支化點(diǎn)之間的鏈的平均分子量來(lái)表示支化程度支化度越高,支鏈結(jié)構(gòu)越復(fù)雜則對(duì)性能的影響越大,例如無(wú)規(guī)支化往往降低高聚物薄膜的拉伸度,以無(wú)規(guī)支化高分子制成的橡膠其抗拉強(qiáng)度及伸長(zhǎng)率均比線型分子制成的橡膠為差。3、交聯(lián)型縮聚反應(yīng)中有三個(gè)或三個(gè)以上官能度的單體存在時(shí),高分子鏈之間通過(guò)支鏈聯(lián)結(jié)成一個(gè)三維空間網(wǎng)形大分子時(shí)即成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。交聯(lián)與支化有本質(zhì)區(qū)別支化(可溶,可熔,有軟化點(diǎn))交聯(lián)(不溶,不熔,可膨脹)線型、支化、網(wǎng)狀分子的性能差別線型:可溶,可熔,易于加工,可反復(fù)加工應(yīng)用,如一些合成纖維與熱塑性塑料。(PE,PS等屬此類)支鏈型:一般也可溶可熔,但結(jié)晶度、密度、強(qiáng)度均比線型差。交聯(lián)型:不溶,不熔,耐熱,耐溶劑等性能好,但加工只能在形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)之前,一旦交聯(lián)為網(wǎng)狀,便無(wú)法再加工,如橡膠及熱固性塑料(酚醛、脲醛屬此類)。五、共聚物的序列結(jié)構(gòu)如果高分子由兩種以上的單體組成,則高分子鏈的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜,將有序列分布問(wèn)題1.定義:

共聚物是高分子由二種以上的單體聚合形成的聚合物。2.序列結(jié)構(gòu)(以A、B二元共聚為例):—ABBABAAABA—無(wú)規(guī)共聚物—AAAAABBBBBAAAAAAABBB—嵌段共聚物—ABABABABAB—交替共聚物—AAAAAAAAAAAAAAA—接枝共聚物

︱︱BBBBBBBBB1、無(wú)規(guī)共聚物(randomcopolymer)兩種單體單元無(wú)規(guī)則地線型聯(lián)結(jié)

—ABBABAAABA—

由于兩種高分子平行無(wú)規(guī)則地排列改變了結(jié)構(gòu)單元的相互作用,也改變了分子間的相互作用,因此在溶液性質(zhì)、結(jié)晶性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)方面和均聚物有明顯不同。應(yīng)用舉例:例1:PE、PP是塑料,但乙烯與丙烯無(wú)規(guī)共聚的產(chǎn)物為橡膠。例2:PTFE(聚四氟乙烯)是塑料,不能熔融加工,但四氟乙烯與六氟丙烯共聚物是熱塑性的塑料。2、嵌段共聚物(blockcopolymer)兩種單體單元以自身短段聯(lián)結(jié)(鑲嵌)

—AAAAABBBBBAAAAAAABBB—例如:用陰離子聚合法制得的SBS樹(shù)脂就是苯乙烯與丁二烯的三嵌段共聚物,其分子鏈的中段是聚丁二烯(順式),兩端是聚苯乙烯線型聯(lián)結(jié)而成。SBS的物理交聯(lián):在120℃可熔融,可用注塑成形,冷到室溫時(shí),由于PS的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高于室溫,分子兩端的PS變硬,而分子鏈中間部分PB的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于室溫,仍具有彈性,顯示高交聯(lián)橡膠的特性。SBS不是用化學(xué)鍵交聯(lián),而是通過(guò)玻璃態(tài)PS“交聯(lián)”的,這是物理交聯(lián)。3、交替共聚物(alternatingcopolymer)兩種單體單元交替地線型聯(lián)結(jié)

—ABABABABAB

—4、接枝共聚物(graftcopolymer)以一種單體形成的鏈為主鏈,另一種單元形成的鏈為支鏈,以支鏈型聯(lián)結(jié)?!狝AAAAAAAAAAAA—︱︱

BBBBB4、接枝共聚物(graftcopolymer)舉例:

ABS樹(shù)脂(acrylonitrile-butadiene-styrene)是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物,共聚方式上是無(wú)規(guī)與接枝共聚相結(jié)合。

ABS可以是以丁苯橡膠為主鏈,將苯乙烯和丙烯腈接在支鏈上;也可以以丁睛橡膠為主鏈,將苯乙烯接在支鏈上;也可以以苯乙烯—丙烯睛為主鏈,將丁二烯和丙烯腈接在支鏈上。

ABS兼有三種組分的特性:丙烯腈有CN基,使聚合物耐化學(xué)腐蝕,提高抗張強(qiáng)度和硬度;丁二烯使聚合物呈現(xiàn)橡膠態(tài)韌性,提高抗沖性能;苯乙烯的高溫流動(dòng)性好,便于加工成型,而且可以改善制品光潔度。問(wèn)題:1、高聚物的結(jié)構(gòu)層次如何劃分?2、依照主鏈的化學(xué)組成,高分子化合物可分為哪幾種類型?3、何謂構(gòu)型?構(gòu)型有哪些類型?4、簡(jiǎn)要說(shuō)明線型、支鏈型和交聯(lián)型高聚物的性能特點(diǎn)。巧分金環(huán)第三節(jié)高分子鏈的遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)——構(gòu)象

(Conformation)一、分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)1、低分子的內(nèi)旋轉(zhuǎn)

從有機(jī)中知,C—C,C—O,C—N等單鍵是σ

鍵,其電子云的分布是軸形對(duì)稱的。因此由鍵相連的兩個(gè)原子可以相對(duì)旋轉(zhuǎn)(內(nèi)旋轉(zhuǎn))而不影響其電子云的分布。單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)的結(jié)果是使分子內(nèi)與這兩個(gè)原子相連的原子或基團(tuán)在空間的位置發(fā)生變化。C-C單鍵的電子云分布及內(nèi)旋轉(zhuǎn)以乙烷分子為例:視線在C-C鍵方向兩個(gè)C原子上的C-H鍵重合時(shí)叫順式,相差60度角時(shí)叫反式。非鍵合原子間距離最近,相互間排斥力最大,位能最高順式構(gòu)象(C)非鍵合原子之間距離最遠(yuǎn),相互之間排斥力最小,位能最低反式構(gòu)象(T)乙烷分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)位能圖角度為0、120、240、360度時(shí)為順式,位能最高角度為60、180、300度時(shí)為反式,位能最低。順式反式位能(度)

060120180240300360乙烷的內(nèi)旋轉(zhuǎn)位能圖全反式能量最低

左旁式能量較低右旁式能量較低2、高分子鏈的單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)大多數(shù)高分子主鏈中存在許多的單鍵(PE,PP,PS的主鏈100%是單鍵,PB聚異戊二烯主鏈上也有75%是單鍵)。高分子鏈上存在大量C-C單鍵,單鍵由σ電子組成,電子云分布是軸向?qū)ΨQ的,因此高分子在運(yùn)動(dòng)時(shí),C-C單鍵可以繞軸旋轉(zhuǎn)。ii+1高分子鏈C-C單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)構(gòu)象的定義:由于σ單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的分子在空間的不同形態(tài)。由于熱運(yùn)動(dòng),分子的構(gòu)象在時(shí)刻改變著,故高分子鏈的構(gòu)象是統(tǒng)計(jì)性的,且由統(tǒng)計(jì)規(guī)律可知,分子鏈呈伸直構(gòu)象的幾率極小,呈卷曲構(gòu)象的幾率較大。

——這就是高分子鏈呈卷曲狀的原因!二、構(gòu)象無(wú)規(guī)線團(tuán):是指單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致高分子鏈呈現(xiàn)不規(guī)則蜷曲的構(gòu)象。位阻效應(yīng):?jiǎn)捂I內(nèi)旋轉(zhuǎn)總是不完全自由的,因?yàn)镃原子上總是帶有其它原子或基團(tuán),當(dāng)這些原子充分接近時(shí),原子的外層電子之間將產(chǎn)生排斥力使之不能接近。這一作用被稱為位阻效應(yīng)。兩個(gè)概念:

構(gòu)象構(gòu)型產(chǎn)生單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)化學(xué)鍵確定結(jié)構(gòu)屬于遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)屬于近程結(jié)構(gòu)形式隨熱運(yùn)動(dòng)不斷改變一旦生成就穩(wěn)定不變構(gòu)象與構(gòu)型的區(qū)別一個(gè)典型的線形高分子鏈長(zhǎng)度與直徑之比L/D是很大的。例如聚異丁烯大分子,所以。這就是說(shuō),這個(gè)大分子長(zhǎng)度是直徑的5萬(wàn)倍。這樣一根細(xì)而長(zhǎng)的高分子,在無(wú)外力作用下,不可能是一條直線,而是自然的卷曲線。這就使得聚異丁烯大分子有著柔順性。柔順性的定義:高分子鏈能夠通過(guò)內(nèi)旋轉(zhuǎn)作用改變其構(gòu)象的性能稱為高分子鏈的柔順性。高分子鏈能形成的構(gòu)象數(shù)越多,柔順性越大。高分子柔順性的實(shí)質(zhì):大量C-C單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)。三、柔順性(柔性)柔順性的兩種極端情況(不存在):

1.當(dāng)高分子鏈上每個(gè)鍵都能完全自由旋轉(zhuǎn)(自由聯(lián)接鏈),“鏈段”長(zhǎng)度就是鍵長(zhǎng)——理想的柔性鏈。

2.當(dāng)高分子鏈上所有鍵都不能內(nèi)旋轉(zhuǎn),“鏈段”長(zhǎng)度為鏈長(zhǎng)——理想的剛性分子。影響高分子鏈柔順性的因素由于分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)是導(dǎo)致分子鏈柔順性的根本原因,而高分子鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)又受其分子結(jié)構(gòu)的制約,因而分子鏈的柔順性與其分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。分子結(jié)構(gòu)對(duì)柔順性的影響有:1、主鏈結(jié)構(gòu)主鏈完全由C-C鍵組成的碳鏈高分子都具有較大的柔性。如PE、PP和乙丙橡膠等。

當(dāng)主鏈中含C-O,C-N,Si-O鍵時(shí),柔順性好。這是因?yàn)镺、N原子周圍的原子比C原子少,內(nèi)旋轉(zhuǎn)的位阻小;而Si-O-Si的鍵角也大于C-C-C鍵,因而其內(nèi)旋轉(zhuǎn)位阻更小,即使在低溫下也具有良好的柔順性。如:-Si-O->-C-O->-C-C-當(dāng)主鏈中含非共軛雙鍵時(shí),雖然雙鍵本身不會(huì)內(nèi)旋轉(zhuǎn),但卻使相鄰單鍵的非鍵合原子(帶*原子)間距增大使內(nèi)旋轉(zhuǎn)較容易,柔順性好。因?yàn)檫B在雙鍵上的原子或基團(tuán)數(shù)較單鍵數(shù)為少,而非鍵合原子間距離卻比單鍵情況下要遠(yuǎn),所以相互作用力減小,內(nèi)旋轉(zhuǎn)的阻力小。如:當(dāng)主鏈中由共軛雙鍵組成時(shí),由于共軛雙鍵因p電子云重疊不能內(nèi)旋轉(zhuǎn),因而柔順性差,是剛性鏈。如聚乙炔、聚苯:在主鏈中引入不能內(nèi)旋轉(zhuǎn)的芳環(huán)、芳雜環(huán)等環(huán)狀結(jié)構(gòu),可提高分子鏈的剛性。2、側(cè)基

側(cè)基的極性越大,極性基團(tuán)數(shù)目越多,相互作用越強(qiáng),單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)越困難,分子鏈柔順性越差。如:非極性側(cè)基的體積越大,內(nèi)旋轉(zhuǎn)位阻越大,柔順性越差;如:對(duì)稱性側(cè)基,可使分子鏈間的距離增大,相互作用減弱,柔順性大。側(cè)基對(duì)稱性越高,分子鏈柔順性越好。如:非極性取代基對(duì)柔性的影響二方面因素:取代基的存在增加了內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)的空間位阻,使內(nèi)旋轉(zhuǎn)困難,使柔性↓。取代基的存在又增大了分子間的距離,削弱了分子間作用力,使柔性↑。最終的效果將決定于哪一方面起主要作用。3、支化短支鏈?zhǔn)狗肿渔滈g距離加大,分子間作用力減弱,從而對(duì)鏈柔性具有一定改善作用;長(zhǎng)支鏈則起到阻礙單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)作用,導(dǎo)致鏈柔性下降。4、交聯(lián)

交聯(lián)使鏈段的運(yùn)動(dòng)能力降低,使鏈柔性下降。但是具體影響程度取決于交聯(lián)程度:輕度交聯(lián)——交聯(lián)點(diǎn)之間的距離比較大,如果仍大于原線型大分子中鏈段的長(zhǎng)度,鏈段的運(yùn)動(dòng)仍然能夠發(fā)生,鏈柔性不會(huì)受到明顯影響;重度交聯(lián)——交聯(lián)點(diǎn)之間的距離較小,若小于原線性大分子鏈段的長(zhǎng)度,鏈段的運(yùn)動(dòng)將被交聯(lián)化學(xué)鍵所凍結(jié),鏈柔性變差,而剛性變大。例:含硫2%~3%橡膠,柔順性影響不大,含硫30%以上影響鏈柔順性。5、鏈的長(zhǎng)短分子鏈越長(zhǎng),分子構(gòu)象數(shù)目越多,鏈的柔順性越好。

6、分子鏈的規(guī)整性分子結(jié)構(gòu)愈規(guī)整,則結(jié)晶能力愈強(qiáng),而高分子一旦結(jié)晶,則柔順性大大下降,因?yàn)榉肿又性雍突鶊F(tuán)都被嚴(yán)格固定在晶格上,內(nèi)旋轉(zhuǎn)變得不可能。如PE,易結(jié)晶,柔性表現(xiàn)不出來(lái),呈現(xiàn)剛性。高分子鏈的柔順性與實(shí)際材料的剛?cè)嵝圆荒芑鞛橐徽劊话闱闆r下是一致的。7、分子間作用力與氫鍵分子間作用力大,柔順性差。

分子間的作用力隨著主鏈或側(cè)基的極性增加而增加。但如果分子內(nèi)或分子間有氫鍵生成,則氫鍵的影響要超過(guò)任何極性基團(tuán),可大大增加分子的剛性。氫鍵(剛性)<極性<非極性。如聚異丁烯>PE例1:聚酰胺類,分子與分子之間可生成氫鍵,結(jié)果排列規(guī)整,甚至形成結(jié)晶,在晶區(qū)中,分子構(gòu)象無(wú)法改變。例2:纖維素中能生成內(nèi)氫鍵,鏈剛硬。例3:蛋白質(zhì)采取雙螺旋構(gòu)象,螺圈之間的氫鍵相連,剛性大。8、外界因素溫度:溫度升高,內(nèi)旋轉(zhuǎn)容易,柔順性增加。如PS室溫塑料,加熱100℃以上呈柔性。順式1,4-聚丁二烯室溫下為橡膠,-120℃剛硬。外力作用速度:速度緩慢時(shí)柔性好,速度作用快,高分子鏈來(lái)不及通過(guò)內(nèi)旋轉(zhuǎn)而改變構(gòu)象,分子鏈顯得僵硬。溶劑:影響高分子的形態(tài)聚合物柔順性舉例⑴聚乙烯-68℃⑵聚甲醛-83℃⑶聚丁二烯-108℃⑺聚氯乙烯87℃

⑻聚丙

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