rigid chain polymer
简介
刚性链聚合物形态的特点是主链的内旋转受阻碍比较困难,有的甚至不能内旋转.其形态主要取决于链结构单元间的相互作用使它的内能最低. 刚性链聚合物的形状有棒形的,螺旋棒形的,椭球形的,也可以是铁饼形的.刚性链聚合物基本上有两种类型,一类是主链形成共轭体系不能内旋转,如聚乙炔聚异氰酸酯
和芳族聚酰胺
等内旋转的位阻较大.如果把苯环引入聚合物主链中,并尽量减少环之间的单键数目,也能获得具有不同程度刚性的聚合物链,如聚次苯
,聚对二甲苯
等.第二类是在链结构单元间有强烈氢键或极性基团相互作用的聚合物,如天然高聚物中的纤维素,蛋白质和核酸等.
Porod和Kratky提出了蠕状链模型来描述刚性链聚合物的性质.这种模型直观上将刚性链聚合物视为一条弯曲的蠕虫,并假定聚合物链是由n个键长为l的,可以自由内旋转的链段联结而成.每一链段与它前一相邻链段间夹角的补角为θ,链末端距在起始分子链段走向上的投影 , 当n→∞时定义链相关长度ρ为
当θ→0°,蠕状链伸直形成棒状链,ρ→∞.刚性聚合物链的周长Lc=nl,当Lc值不变而n→ ∞时则得到下列关系式
ρ及Lc是用以表示蠕状链刚性程度的重要的基本参数.大部分刚性链聚合物由于链上极性基团的相互作用能形成液晶态.