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塑料极性与非极性

由于注塑加工聚合物材料不是以孤立的大分子链存在,而是很多分子链的聚集体,因此,还必须考虑分子间的作用力对分子链柔性的影响,很可能单个分子链所具有的柔顺性因分子间很强的作用力的存在,使分子运动受阻而变得刚硬,反过来,分子间距因支链存在而拉大,使分子间作用力减弱,分子链有更多的转动空间,则分子链显得比较柔顺,低密度聚乙烯即为一例。
 
所谓电负性,简单来说,是原子吸引共价键中电子对的力量。元素原子核周围的电子越多,电负性越大。显然,两元素之间电负性差值越大,两元素结合的极性越强。分子的极性或键的极性的大小,通常是用偶极矩来表示的。每一个化学键固定的偶极矩,称为键矩,键矩的矢量和就是分子的偶极矩。
 
一条分子链来说,单键的键合原子上总要带有其他原子或取代基团,当他们由于内旋转的缘故在距离上接近时,总要相互产生干扰和力的排斥,尤其是取代基的属性影响更甚。况且,一条主链也不一定完全由比较柔顺的C-C键或C-O键组成,而可能键接有别的结构成分,比如比较刚硬的环状结构的基团,则使内旋转单键比例相对减少,分子链转动受束缚。因此,分子链柔顺性的大小受许多结构因素的制约。
二条
对称结构的大分子,所有偶极矩可以相互抵消,呈现出中性,聚四氟乙烯属于非极性塑料就是这个道理。而极性分子的结构特点则是具有不对称性。就聚合物的偶极矩而言,则不仅与分子的偶极矩有关,而且与分子的聚集状态和分子间的作用力有关。聚合物极性的大小,不仅可以用来判断材料的刚性、耐热性和电性能,而且在判断材料的抗溶剂性和抗渗透性时也有指导意义。与此相关联的其他许多性能,如印刷性、粘接性、表面可润湿性等都可以由聚合物材料的极性作出判断。
 
高分子链中含有许多单键,单键与双键、叁键相比,除了键能较弱之外,还有一个特点是,与单键相连的两个原子可以相对绕键轴以一定的键角旋转而不改变电子云的分布,原子在空间的位置和排布方式将由于单键的内旋转而不断变换。单键内旋转的这一特性,是在一定温度下所表现出来的一种特有的分子运动的方式。
 
共价键中,如果电子对不是平均为两原子所共有,而是偏属于其中的某一原子时,即成为极性键。实际上很多注塑加工共价键具有极性,即键的一端带有少量负电荷,而另一端则稍带正电荷。极性键因其电子对偏离的程度不同,而具有不同程度的极性。极性键极性的强弱及方向,取决于形成键的两个原子各自的电负性。
 
大分子链具有卷曲起来并不断改变其形状的能力。这一特性称之为高分子链的柔性或柔顺性。显然,大分子链的柔性来自于链的长链结构和单键的内旋转特性。对某一特定的大分子来说,链越长,内旋转越容易,其分子链就越柔顺。但是,单键不受阻力,完全自由的内旋转实际上是不可能的。
 
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