高分子的聚集態結構 高分子的聚集態結構是指高分子鏈之間的排列和堆砌結構,也稱為超分子結構。 高分子之間的相互作用對聚合物的聚集態結構具有重要影響。 分子間作用力,又稱范德華力,是存在于中性分子或原子之間的一種弱堿性的電性吸引力。
它有三個來源: ①極性分子的永久偶極矩之間的相互作用。 ②一個極性分子使另一個分子極化,產生誘導偶極矩并相互吸引。 ③分子中電子的運動產生瞬時偶極矩,它使鄰近分子瞬時極化,后者又反過來增強原來分子的瞬時偶極矩;這種相互耦合產生靜電吸引作用,這三種力的貢獻不同,通常第三種作用的貢獻最大。 分子間作用力只存在于分子與分子之間或惰性氣體原子間的作用力,具有加和性,屬于次級鍵。
靜電力,是極性分子與極性分子之間的固有偶極與固有偶極之間的靜電引力。因為兩個極性分子相互接近時,同極相斥,異極相吸,使分子發生相對轉動,極性分子按一定方向排列,并由靜電引力互相吸引。當分子之間接近到一定距離后,排斥和吸引達到相對平衡,從而使體系能量達到最小值,本質是靜電引力,取向力與分子偶極矩的平方成正比,與熱力學溫度成反比,與分子間距離的3次方成反比。
永久偶極-永久偶極之間的相互作用,是極性分子之間的永久偶極之間的相互吸引力,作用能一般在13-20 kJ/mol之間,極性高聚物例子pvc、pmma、pva,靜電力與溫度有關,溫度上升,作用力減小。
誘導力 誘導力在極性分子和非極性分子之間以及極性分子和極性分子之間都存在誘導力。
由于極性分子偶極所產生的電場對非極性分子發生影響,使非極性分子電子云變形(即電子云被吸向極性分子偶極的正電的一極),結果使非極性分子的電子云與原子核發生相對位移,本來非極性分子中的正、負電荷重心是重合的,相對位移后就不再重合,使非極性分子產生了偶極。
這種電荷重心的相對位移叫做“變形”,因變形而產生的偶極,叫做誘導偶極,以區別于極性分子中原有的固有偶極。誘導偶極和固有偶極就相互吸引,這種由于誘導偶極而產生的作用力,叫做誘導力。在極性分子和極性分子之間,除了取向力外,由于極性分子的相互影響,每個分子也會發生變形,產生誘導偶極。其結果使分子的偶極距增大,既具有取向力又具有誘導力。在陽離子和陰離子之間也會出現誘導力
是極性分子的永久偶極與它在其它分子上引起的誘導偶極之間的相互作用力。它不僅存在極性分子與非極性分子之間,也存在于極性分子與極性分子之間。誘導力的作用能一般在6-13 kJ/mol,與溫度無關。
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