题目

简答题 简述影响高分子链柔性的主要因素。

简答题 简述影响高分子链柔性的主要因素。

题目解答

答案

参考答案：（1）主链结构：①主链全是单键相连：键长较长，键角较大的键，因近程的排斥力较小，内旋转容易，柔性大。其顺序如下：-Si-O-＞-C-N-＞-C-O-＞-C-C-例如，分子的柔性从大到小的排列次序为：柔顺性：聚二甲基硅氧烷（硅橡胶）＞聚己二酸己二酯（一种涂料）＞聚乙烯。②主链上含有孤立双键：组成双键的碳原子上减少了一个基团，使非近邻原子间的距离增大，相互间的排斥力减弱，使双键临近的单键内旋转容易，链的柔顺性好。③主链上含共轭双键： 由于共轭双键的p电子云没有轴对称性，分子...(↓↓↓ 点击‘’看完整答案 ↓↓↓)

解析

考查要点：本题主要考查高分子链柔性的决定因素，需理解链柔性的本质是主链内旋转的难易程度，并掌握影响内旋转的关键结构因素。

核心思路：

  1. 主链结构：键类型（单键、双键）及共轭程度直接影响内旋转能力。
  2. 侧链影响：侧链的体积和数量通过空间位阻改变柔顺性。
  3. 外界条件：温度和溶剂通过能量输入或分子间作用力影响链的运动。

1. 主链结构

（1）全单键主链

  • 键特性：单键键长较长，键角较大，近程排斥力小，内旋转容易。
  • 顺序比较：
    $-Si-O- > -C-N- > -C-O- > -C-C-$
    例如：聚二甲基硅氧烷（硅橡胶）柔顺性最佳，聚乙烯最差。

（2）含孤立双键主链

  • 双键特性：双键碳原子基团减少，非近邻原子间距增大，邻近单键内旋转容易。
  • 示例：聚丙烯酸（含孤立双键）链柔顺性较好。

（3）含共轭双键主链

  • 共轭效应：p电子云无轴对称性，限制内旋转，链刚性增强。
  • 示例：聚丁二烯（1,4-结构）因共轭双键柔顺性较差。

2. 侧链的影响

  • 侧链体积：大体积侧链（如聚氯乙烯的Cl原子）增加空间位阻，降低柔顺性。
  • 侧链数量：侧链过多会限制主链旋转，例如高度支化的聚乙烯。

3. 温度与溶剂

  • 温度：升高温度提供能量，促进内旋转，链柔性增强。
  • 溶剂：良溶剂降低分子间作用力，使链更易舒展，提高柔顺性。