聚合物的分子间作用力与凝聚态 (2)精选文档.ppt

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1、聚合物的分聚合物的分子子间作用力作用力与凝聚与凝聚态本讲稿第一页，共十七页聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力 分分子子间间的的作作用用力力包包括括范范德德华华力力和和氢氢键键。这这种种作作用用力力虽虽然然比比化化学学键键要要小小得得多多，但但它它对对物物质质的的熔熔点点、沸沸点点、粘粘度度、熔熔解解热热等等许许多多物物理理化化学学性性质质都都有有十十分分重重要要的的影响。影响。本讲稿第二页，共十七页聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力 聚聚合合物物分分子子因因其其分分子子量量大大及及长长链链结结构构使使得得分分子子间间的的作作用用力力非非常常大

2、大甚甚至至超超过过化化学学键键，这这种种作作用用力力的的大大小对分子的小对分子的聚集态结构聚集态结构具有重要的作用。具有重要的作用。本讲稿第三页，共十七页聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力范范德德华华 力力 一、一、范德华力范德华力静电力静电力诱导力诱导力色散力色散力 特点：没有饱和性和方向性特点：没有饱和性和方向性。本讲稿第四页，共十七页聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力1.静电力静电力 静电力是发生在静电力是发生在极性极性分子间的相互作用力，是由分子间的相互作用力，是由极性基团的永久偶极之间相互作用

3、引起的。极性基团的永久偶极之间相互作用引起的。静电力的大小与偶极矩的大小及其静电力的大小与偶极矩的大小及其定向程度定向程度有关。有关。本讲稿第五页，共十七页聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力 定向程度高则静电力大，而热运动往往使偶极定向程度高则静电力大，而热运动往往使偶极的定向程度降低，所以随温度的升高，静电力减小。的定向程度降低，所以随温度的升高，静电力减小。静电力的作用能量一般在静电力的作用能量一般在1321KJ/mol。极性高分子极性高分子中（如中（如PVC），分子间作用力主要是静电力。），分子间作用力主要是静电力。本讲稿第六页，共十七页聚合

4、物的分子间作用力聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力2.诱导力诱导力 诱导力是极性分子永久偶极与它在其它分子上引起的诱诱导力是极性分子永久偶极与它在其它分子上引起的诱导偶极之间的相互作用力。导偶极之间的相互作用力。诱诱导导力力不不仅仅存存在在于于极极性性-极极性性分分子子之之间间，也也存存在在于于极极性性-非极性分子之间。非极性分子之间。诱导力的作用能量一般在诱导力的作用能量一般在612KJ/mol。本讲稿第七页，共十七页聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力3.色散力色散力 色散力分子瞬时偶极之间的相互作用力，它存在于色散力分子瞬时偶极之间的相互作用力，它存在于一切

5、极性和非极性分子中。一切极性和非极性分子中。色色散散力力的的作作用用能能量量一一般般在在0.88KJ/mol，在在一一般般非非极极性性高高分分子子（如如PE、PP等等）中中，其其分分子子间间作作用用力力主主要要是是色色散力散力。本讲稿第八页，共十七页聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力二、二、氢键氢键 氢氢键键是是极极性性很很强强的的XH键键上上的的氢氢原原子子，与与另另外外一一个个键键上上电电负负性性很很大大的的原原子子Y上上的的孤孤对对电电子子相相互互吸吸引引而而形形成成的的一一种键。种键。XHY。氢键既有方向性也有饱和性。氢键既有方向性也有饱和

6、性。本讲稿第九页，共十七页聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力氢氢键键分子间氢键分子间氢键(如聚酰胺如聚酰胺)分子内氢键分子内氢键(如纤维素如纤维素)本讲稿第十页，共十七页聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力三、三、内聚能密度内聚能密度 高高分分子子化化合合物物，由由于于其其分分子子量量大大，分分子子链链比比较较长长，因因此其分子间作用力是很大的，甚至可超过化学键的键能。此其分子间作用力是很大的，甚至可超过化学键的键能。本讲稿第十一页，共十七页聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力聚合

7、物的分子间作用力1.内聚能内聚能 内聚能定义为克服分子间作用力，把内聚能定义为克服分子间作用力，把1mol凝聚体（液、固凝聚体（液、固分子）汽化所需要的能量分子）汽化所需要的能量。E=Hv-RT（1）本讲稿第十二页，共十七页聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力 内内聚聚能能密密度度（CED）是是指指单单位位体体积积的的内内聚聚能能。CED的的大大小小反应了分子间作用力的大小。反应了分子间作用力的大小。2.内聚能密度内聚能密度 本讲稿第十三页，共十七页聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力高聚物高聚物CEDCE

8、D高聚物高聚物CEDCED兆焦兆焦/米米3 3卡卡/厘米厘米3 3兆焦兆焦/米米3 3卡卡/厘米厘米3 3聚乙烯聚乙烯2592596262聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯3473478383聚异丁烯聚异丁烯2722726565聚醋酸乙烯酯聚醋酸乙烯酯3683688888天然橡胶天然橡胶2802806767聚氯乙烯聚氯乙烯3813819191聚丁二烯聚丁二烯2762766666聚对苯二甲酸乙二酯聚对苯二甲酸乙二酯477477114114丁苯橡胶丁苯橡胶2762766666尼龙尼龙6666774774185185聚苯乙烯聚苯乙烯3053057373聚丙烯腈聚丙烯腈992992237237表表1线型高聚物的内聚能密度线型高聚物的内聚能密度本讲稿第十四页，共十七页聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力（1）CED420MJ/m3的高聚物的高聚物本讲稿第十六页，共十七页聚合物的分子间作用力聚合物的分子间作用力（3）290CED420之间的高聚物之间的高聚物分分子子间间作作用用力力的的大大小小对对聚聚合合物物的的强强度度、耐耐热热性性能和聚集态结构能和聚集态结构都有很大的影响。都有很大的影响。该类高聚物的分子力居中，常用做塑料。该类高聚物的分子力居中，常用做塑料。本讲稿第十七页，共十七页