[理學(xué)]高分子鏈的構(gòu)象(已修改)
2025-10-26 01:11 本頁面
【正文】 高分子鏈的遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu) Macromolecular Conformation 主要內(nèi)容 ?遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)是指整個(gè)高分子鏈的結(jié)構(gòu) , 是高分子鏈結(jié)構(gòu)的第二個(gè)層次。遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)包括高分子鏈的大小 (質(zhì)量 )和形態(tài) (構(gòu)象 )兩個(gè)方面。 ?高分子鏈的大小 : ? 相對(duì)分子質(zhì)量 (分子量 ) ? 相對(duì)分子質(zhì)量分布 (分子量分布 ) ?高分子鏈的形態(tài) : 構(gòu)象 高分子鏈的大小 ? 聚合度 X(DP): 可以用來表示高分子的大小 ? 對(duì)于一根高分子鏈 , 其聚合度或相對(duì)分子質(zhì)量是確定的 , 但對(duì)于全部高分子而言 , 其聚合度或相對(duì)分子質(zhì)量是非均一的，具有某種分布的。 ? 即聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量具有多分散性，每個(gè)聚合物試樣都有其相對(duì)分子質(zhì)量分布，其相對(duì)分子質(zhì)量只具有統(tǒng)計(jì)平均的意義。 H 2 C C H 2 nuM X M?高分子鏈的形態(tài) ?高分子鏈的形態(tài)有微構(gòu)象與宏構(gòu)象之分： ? 微構(gòu)象：指高分子主鏈鍵構(gòu)象 ? 宏構(gòu)象：指整個(gè)高分子鏈的形態(tài) ?構(gòu)象：由于高分子鏈上的化學(xué)鍵的不同取向引起的結(jié)構(gòu)單元在空間的不同排布。 ?構(gòu)象的改變并不需要化學(xué)鍵的斷裂，只要化學(xué)鍵的旋轉(zhuǎn)就可實(shí)現(xiàn)。 什么樣的化學(xué)鍵可以旋轉(zhuǎn)？ 高分子鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)構(gòu)象 C1 C2 C3 C4 Cn 高分子的構(gòu)象：由于單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的分子在空間的不同形態(tài)。 假設(shè)一根高分子鏈含有 N個(gè)單鍵，每個(gè)單鍵可取 M個(gè)不同的旋轉(zhuǎn)角，則該高分子可能的構(gòu)象數(shù)為： MN 碳原子數(shù) 構(gòu)象數(shù) 構(gòu)象圖形 計(jì)算公式 3 1 333 4 3 343 5 9 353 6 27 363 7 81 373 . . n . . .. . . .. . 3n3 碳原子數(shù)與構(gòu)象數(shù)之間的關(guān)系 當(dāng)碳原子數(shù)目很大時(shí)，指數(shù) 3可以忽略，這時(shí)構(gòu)象數(shù)目計(jì)算公式可以寫成： (3n) 如果聚合度為 2021的聚乙烯分子鏈，共有 4000個(gè)碳原子，其構(gòu)象數(shù)目＝ 34000. 從上面統(tǒng)計(jì)的概念我們知道，分子鏈出現(xiàn)完全伸長(zhǎng)的平面鋸齒形鏈在 34000中只有1/34000 的機(jī)會(huì)。而其他的構(gòu)象都處于卷曲的線團(tuán)。 鏈段 (segment) 單個(gè)化學(xué)鍵能否獨(dú)立運(yùn)動(dòng) (旋轉(zhuǎn) )？ 不能。因?yàn)楦叻肿拥逆準(zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，一個(gè)鍵運(yùn)動(dòng)必
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