柔性链_


时间:2020-11-15 21:06

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  柔性链是指能够在溶液中自由卷曲形成无规线团的柔顺分子链。高分子长链能以不同程度卷曲的特性称为柔性,是聚合物特有的属性,是橡胶高弹性的根由,也是决定高分子形态的主要因素。

  高分子链柔性的根源是基于它的长链结构和链上各链的自由旋转性,高分子主链是由成千个共价键所组成。单键的σ电子云为圆柱形,呈轴向对称分布,具有内旋转性。由于键的旋转永不停息,使得高分子链相邻键的构象也不停地变化它的外形弯弯曲曲,象一个杂乱的线团,称为无规线团。由于单键的内旋转频率很高,无规线团的形态在不断的变化着。高分子链的柔性主要取决于高分子主链和取代基的结构,也受分子间相互作用的影响。

  在碳链高分子中,极性最小的是碳氢化合物。分子内相互作用不大,内旋转位垒较小,高分子链具有较大的柔性,如聚乙烯、聚丙烯等。双烯类聚合物的主链中含有双键。虽然双键本身不能发生旋转,但它使最邻接的单键的内旋转更为容易,如1,4-聚丁二烯。在杂链高分子中,围绕C-O,C-N,Si-O等单键进行的内旋转,位垒均较C-C单键的小。因此,聚酯、聚酰胺、聚二甲基硅氧烷、聚氨酯等一系列聚合物的分子链都是柔性链。

  在高分子中引进极性取代基将增加分子内的相互作用,从而影响高分子链的柔性。其影响取决于取代基的极性大小,沿分子链排布的距离以及对称情况。至于非极性取代基的影响主要决定于取代基体积的大小。如分子链间有强的相互作用(如氢键),也会影响其柔性。

  彭文娟, 李敏, 李小宁,等. 柔性链聚合物制备高性能纤维的实践和探索[C]// 铜牛杯功能性纺织品及纳米技术研讨会. 2009.