高分子物理---第二章 高分子长链结构.pptVIP

W (x y z) = A exp [—B( x2 + y2 + z2 )] = A exp (—B h2) W (h) = A exp (—B h2) 4πh2dh 径向几率密度函数 h2 = ∮ W (h2) h2 d h = n l 2 (几何求法的结果) W (x y z ) dx dy dz = W (x y z) 4πh2dh = W (h2)dh 1) 2) 3) 根据式1、2、3 得： W (x y z) = (β/ √ π )3 exp [—β2 ( x2 + y2 + z2 )] 高斯分布 β2 = 3/(2 n l2) d W/d h = 0 : 末端距几率最大 h = 1/ β h2 W nl2 2nl2/3 把高分子链末端符合高斯 几率密度分布称之为高斯链 实际上自由链接、自由旋转链是不存在的，有些构象是不能实现的，因为：没有考虑近程作用力与远程作用力 等效自由链结 b 把高分子链处理为长度为有Z个长度为b的单元。 每个单元之间为自由链接 h2=Zb2 这些链完全伸展时: h2 = Z2 b2 = 2n2 l2/3 由等效自由链接链计算的均方 末端距是在不考虑链段之间作 用力条件得到的。 θ溶液条件下（无扰）的均方末端距才符合 h02=Zb2 2.4.2θ溶液 θ溶液：在特定的温度、浓度、溶剂条件下链段与链段之间的作 用力与链段与溶剂之间作用力相互抵消，高分子链处于 无扰状态。 θ溶液条件下高分子链的均方末端距可以通过小角激光 散射仪测定（第三章、第四章内容） hmax2 = Z2 b2 h02 = Z b2 Z = hmax2/ h02 b = h02/hmax 例：聚乙烯以10个聚合单元为一个链段，每个链段长度为8.3倍键长 无扰均方末端距反映了高分子链的柔顺性 σ=(h02/ h f r2)0.5 刚性因子 Cn = h02/ n l2 特征比 上述高分子构象的讨论只有θ溶液是可以有条件实现的， 因此高分子链在溶液、熔体、晶体中的构象与上述现象 是有所区别的。 高分子链在熔体、溶液中的均方末端距与θ溶液中的均方 末端距在尺度上相当。因熔体温度、溶液浓度等条件有所 不同。宏观构象仍为无规线团。 高分子链在晶体中的构象 晶体：固体物质的能量最低聚集态形式。表现为：构成晶 体物质的原子、分子、离子在三维空间有序排列。 高分子晶体的特点：参与有序排列的是 高分子链节而不是整链。（某些生物高 分子除外） 聚乙烯链在晶体中的构象 H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H 简化图 H 平面a 平面b 投影 平面a 平面b 立体图 等规聚丙烯链在晶体中的构象 平面a 平面b 相互排斥 平面a 高分子链在晶体中的螺旋构象的表达方式 采用符号Pq 即P个聚合单元在螺旋结构中旋转q周 例如：等规聚苯乙烯链在晶体中的螺旋结构为：31 螺旋结构与结晶条件也有关系：如：等规聚丁烯快速结晶 时生成41螺旋体退火时生成31螺旋体。 * Polymer Physics 本章节主要内容 2.1结构单元与化学组成 [CH2—CH2]n n: 聚合度，乙烯为单体 1）碳链高分子：主链为碳元素 2）元素高分子：主链含有硅、磷、铝、钛等元素 水泥、硅酸盐等 石墨烯 2.2.1旋光异构 2.2高分子构型 由化学键固定的原子在空间的几何排列 --------改变排列方式必须有键的破坏与形成 R3 R1 R2 H R1 R2 R3 H R2 R1 R3 R2 R1 R3 R3 R2 R1 逆时针 顺时针 CH3 H 近端 远端 聚丙烯 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 1）全同 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 2）间同 3）无规----------------- 问题：什么合成方式能产生全同、间同的聚合物？ CH3CH=CHCl 聚合 双全同 互为镜面：对映双全同 ----- 甲基 ----- 氯 双全同 旋转180° 可重叠：叠同双全同 其他：对映全间同；叠同双间同等等 问题：高规整度立构聚合物有旋光性吗？ CH3 CH3 CH