高分子鏈的柔順性是指高分子鏈內(nèi)c-c鍵發(fā)生內(nèi)旋轉(zhuǎn)使高分子鏈表現(xiàn)出卷曲能力的大小,并會(huì)對(duì)高分子鏈的性質(zhì)產(chǎn)生影響。

高分子鏈柔性的分類(lèi)

靜態(tài)柔順性

靜態(tài)柔順性與鏈得柔性,取代基大小、極性和整個(gè)分子鏈的長(zhǎng)度有關(guān)。靜態(tài)柔順性又稱(chēng)平衡態(tài)柔性,指的是高分子鏈處于較穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的蜷曲程度。

動(dòng)態(tài)柔順性

動(dòng)態(tài)柔順性又稱(chēng)動(dòng)力學(xué)柔性,指分子鏈從一種平衡態(tài)構(gòu)象轉(zhuǎn)變成另一種平衡態(tài)構(gòu)象的容易程度。構(gòu)象轉(zhuǎn)變?cè)饺菀?,轉(zhuǎn)變速率越快,則分子鏈的動(dòng)態(tài)柔性越好。

動(dòng)態(tài)柔順性與對(duì)高分子施加作用力的快慢有關(guān)。

??施加快速作用力時(shí)柔性變差;

??施加慢速作用力時(shí)柔性展現(xiàn)。

理想柔性

忽略一切對(duì)柔性產(chǎn)生影響的因素,因此c-c單鍵可自由的進(jìn)行內(nèi)旋轉(zhuǎn)且沒(méi)有障礙。

影響因素

影響高分子鏈柔性的主要因素:

(1)主鏈結(jié)構(gòu)的影響:主鏈結(jié)構(gòu)對(duì)高分子鏈的剛?cè)嵝缘挠绊懫饹Q定性的作用。

(2)取代基的影響:取代基團(tuán)的極性、取代基沿分子鏈排布的距離、取代基在主鏈上的對(duì)稱(chēng)性和取代基的體積等對(duì)高分子鏈的柔性均有影響。

(3)交聯(lián)的影響:當(dāng)高分子之間以化學(xué)鍵交聯(lián)起來(lái)時(shí),交聯(lián)點(diǎn)附近的單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)便受到很大的阻礙。

高分子結(jié)構(gòu)包括高分子鏈結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)兩方面。鏈結(jié)構(gòu)又分近程結(jié)構(gòu)和遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)。近程結(jié)構(gòu)屬于化學(xué)結(jié)構(gòu),又稱(chēng)一級(jí)結(jié)構(gòu)。遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)又稱(chēng)二級(jí)結(jié)構(gòu),是指單個(gè)高分子的大小和形態(tài)、鏈的柔順性及分子在各種環(huán)境中所采取的構(gòu)象。

鏈柔性增加的方法

??增加單體;

??外加增塑劑。

柔性鏈高分子

柔性鏈高分子是指主鏈上的化學(xué)鍵有內(nèi)旋轉(zhuǎn)自由度的高分子。對(duì)任一選定的鍵來(lái)說(shuō),它的前一個(gè)鍵與后一個(gè)鍵的相對(duì)位置可以是左式G、右式G′或反式T。

主鏈上的化學(xué)鍵有內(nèi)旋轉(zhuǎn)自由度的高分子。雖然碳-碳主鏈上相鄰化學(xué)鍵的鍵角是固定的,對(duì)任一選定的鍵來(lái)說(shuō),它的前一個(gè)鍵與后一個(gè)鍵的相對(duì)位置可以是左式G、右式G′或反式T。如果相鄰的幾個(gè)鍵都取 G的連續(xù)序列,主鏈就會(huì)彎成圈;如果相鄰的s個(gè)鍵取適當(dāng)?shù)腉、G′、T序列,可以使第(s+1)個(gè)結(jié)構(gòu)單元位于第一個(gè)結(jié)構(gòu)單元的任何空間方向。因此可以設(shè)想用一個(gè)等效的幾何鏈來(lái)代表分子鏈,這個(gè)幾何鏈由許多自由連接的棒組成,兩根相鄰棒之間的指向在空間任何方向是同樣可幾的,每根棒都代表分子鏈上s個(gè)相鄰鍵。這個(gè)等效的幾何鏈的末端間距完全符合無(wú)規(guī)行走模型,即末端距符合高斯分布,這樣的高分子鏈稱(chēng)為柔性鏈,即在比鍵長(zhǎng)大得多的尺寸來(lái)看,分子鏈?zhǔn)强梢宰杂?a class="dict" href="/azgame/hc2751374.html">彎曲的,要相隔s個(gè)鍵才能使第(s+1)個(gè)鍵與第一個(gè)鍵的指向不相關(guān)。所以s值就反映了分子鏈的柔性程度,s值愈小,分子鏈的柔性愈好。

高分子鏈的柔性對(duì)高分子平均尺寸的影響是高分子鏈的恒穩(wěn)態(tài)柔性,它決定于主鏈內(nèi)旋轉(zhuǎn)異構(gòu)的序列,即主鏈內(nèi)旋轉(zhuǎn)異構(gòu)的位能差。高分子鏈在熱激發(fā)下或在外力作用下,主鏈從一個(gè)內(nèi)旋轉(zhuǎn)異構(gòu)序列轉(zhuǎn)變到外力作用下更有利的內(nèi)旋轉(zhuǎn)異構(gòu)序列。這種改變的難易程度或內(nèi)旋轉(zhuǎn)異構(gòu)的轉(zhuǎn)換速率決定于主鏈內(nèi)旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體之間的位壘高度,反映高分子鏈的動(dòng)態(tài)柔性。位壘愈低,內(nèi)旋轉(zhuǎn)異構(gòu)的轉(zhuǎn)換愈快,分子鏈的動(dòng)態(tài)柔性愈好。

雙烯類(lèi)聚合物的雙鍵兩側(cè)的單鍵和聚二甲基硅氧烷、聚醚主鏈的醚鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)位壘較小,動(dòng)態(tài)柔性好。如果烯類(lèi)聚合物有大的側(cè)基(如聚乙烯咔唑),它的主鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)位壘較大,動(dòng)態(tài)柔性就差。分子鏈的動(dòng)態(tài)柔性愈好,玻璃化溫度愈低。