专业|聚合物分子结构与结晶能力的关系

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楼主 2018-06-19 02:28:45
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文|大咖坤哥(K727063806)

大咖说:能否结晶与能否结好晶是两回事儿

聚合物的结晶能力由其分子结构特征所决定。

有的聚合物容易结晶或结晶倾向大,有的聚合物不易结晶或结晶倾向小,有的则完全没有结晶能力。影响聚合物结晶能力的结构特征包括以下几方面。

(1)分子链的对称性

聚合物分子链的结构对称性越高,则越容易结晶,如聚乙烯、聚四氟乙烯,分子主链上全部是碳原子,没有杂原子,也没有不对称碳原子,链接在主链碳原子上的全部是氢原子或氟原子,对称性极好,所以结晶能力也极强,以致将其熔体在液氮中淬火也能部分结晶。

主链上含有杂原子的聚合物(如聚甲醛等),主链上含有不对称碳原子的聚合物(如聚氯乙烯、聚丙烯等),以及对称取代的烯类聚合物(如聚偏二氯乙烯、聚异丁烯等),分子链的对称性不如前述聚乙烯和聚四氟乙烯,但仍属对称结构,仍可结晶,结晶能力大小取决于链的立构规整性。

(2)分子链的立构规整

主链上含有不对称中心的聚合物,如果不对称中心构型是间同立构或全同立构,则聚合物具有结晶能力。结晶能力大小与聚合物的等规度有密切关系,等规度高,结晶能力就大。如果不对称中心的构型完全是无规立构,则聚合物将失去结晶能力。

二烯类聚合物由于存在顺反异构,所以,如果主链结构单元的几何构型是全顺式或全反式,则聚合物具有结晶能力,否则聚合物就不具备结晶能力、不可能结晶。

(3)其他

链的柔顺性对聚合物的结晶能力也有影响。如主链中含有苯环的聚对苯二甲酸乙二酯,链的柔顺性差,其结晶能力因此也较低。这样,在熔体冷却速度较快时,就有可能来不及结晶。

支化及轻度交联都能使聚合物的结晶能力降低,交联度太大的聚合物则完全失去结晶能力。

分子间存在氢键作用也有利于结晶。

——The End—— 


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