高分子间的作用力介绍

用途


不同类型高分子链间的相互作用或同一高分子链内链段间的相互作用情况,对认识高聚物凝聚态的形成,高分子材料的性能本质及高分子聚合物的流变性能,是十分有帮助的数据。

表征方法及原理


高分子之间的分子间作用力不仅发生在不同的分子链之间,还发生在于分子链相连的基团之间。同低分子物质一样,分子间的作用力为低于共价化学键1~2量级的Van Der Waals力和氢键力。Van Der Waals力不但存在于不同分子之间,而且存在于同一分子内的非键合原子之间。依照分子基团间相互作用原理的的不同。Van Der Waals又分为:

l 静电力

l 诱导力

l 色散力

1.静电力

静电力是由极性基团的永久偶极相互作用引起的。这种作用力取决于极性基团偶极矩的大小,定向程度,分子间的距离和环境温度。对于偶极矩分别为μ1和μ2,距离为R的两种极性分子,温度为T(绝对温度)时,分子间的作用力

k为Boltzman常数。

静电力的能量范围在12—20KJ/Mol之间。一些极性高分子聚合物,如聚甲基丙烯酸甲脂、聚乙烯醇、聚脂等的Van Der Waals力为静电力。

2.诱导力

诱导力为极性分子的永久偶极对其他分子诱导,生成偶极,并互相吸引所产生的作用力。对于偶极矩分别为μ1和μ2,分子极化率为α1、α2,距离为R的两个分子,分子间的作用力


3.色散力

色散力是由于分子间由于非极性分子的正负电荷中心瞬间不重合而导致的瞬间偶极相互作用所产生的分子作用力。这一作用力存在于所有的极性或非极性分子之间。色散力取决于互相作用的两个分子的电离能I1、 I2、分子极化率α1、α2,以及分子间的距离R:

色散力在Van Der Waals力中具有最小的量值,其能量范围在0.8—8KJ/Mol之间。

4.氢键力

氢键力以共价键与其他原子结合的氢原子与其他电负性很强的原子之间的一种强势静电吸引力。氢键具有方向性,并在相应的方向上可以达到饱和。由于氢原子半径小,不含内层电子,因此电负性强的原子易于接近。氢键力的强弱与其配对原子和相吸引的原子的电负性、尺寸相关。


 

所用仪器

参考文献





参考资料
1. 殷志华、莫志深,“现代高分子物理” 科学出版社。2001年1月(第1版)
2. 焦剑,雷渭媛,“高聚物结构、性能与测试”化学工业出版社。2003年5月第1版