剛性鏈高分子指有些高分子鏈由於鏈上碳－碳單鍵內旋轉被阻止，或雖有內旋轉但並不改變鏈的方向，因而分子不會彎曲而形成棒狀高分子，或者由於鏈內基團間的相互作用，特別是氫鍵的作用，使分子鏈的平衡態構象並不取決於最大的構象熵，而是取決於最大的鏈內基團間的相互作用能，使這些高分子鏈形成α螺旋結構、雙螺旋結構和橢球狀結構。
基本介紹
- 中文名：剛性鏈高分子
- 原因：鏈上碳－碳單鍵內旋轉被阻止
- 平衡態構象：最大的構象熵
- 分子鏈：不是完全剛性
剛性鏈高分子,
剛性鏈高分子
在一定條件下，由於溶劑分子的作用，溶液中的剛性鏈高分子的分子鏈往往不是完全剛性的，它可以有一定程度的柔性，即仍有一定程度的單鍵內旋轉自由度，因此溶液中的高分子可以取從柔性鏈的擴張高斯線團到棒狀、α螺旋、橢球狀之間的過渡形態，這取決於高分子鏈內共軛的缺陷、基團間相互作用、溶劑的性質、溫度、溶液的濃度。
同一種高分子在溶劑、濃度、溫度改變時也可能出現從高斯線團到 α螺旋、線列型或膽甾型液晶微區、橢球的轉變及其逆轉變，這是鏈內基團間的相互作用和鏈內基團與溶劑分子間相互作用改變時對高分子在溶液中的形態的影響。
棒狀高分子如能溶解，在溶液濃度高時會出現線列型液晶相，此時高分子在溶液內以微區結構（見高聚物分子聚集態結構、高聚物液晶態結構）存在，其溶液粘度大幅度變小，能在極小的切應變速率下取向。從液晶相紡絲可以得到分子鏈高度取向的纖維，從而大大提高其模量。例如聚乙炔、聚異氰酸酯、聚芳醯胺的鏈上碳-碳單鍵的內旋轉被阻止；聚聯苯、聚苯並噻唑是雖有內旋轉但並不改變鏈的方向的棒狀高分子。 聚γ- 苄基谷氨酸是由於鏈的形態主要決定於鏈內基團間的相互作用能，它大於最大構象熵，因而形成α螺旋。
同一種高分子在溶劑、濃度、溫度改變時也可能出現從高斯線團到 α螺旋、線列型或膽甾型液晶微區、橢球的轉變及其逆轉變，這是鏈內基團間的相互作用和鏈內基團與溶劑分子間相互作用改變時對高分子在溶液中的形態的影響。
棒狀高分子如能溶解，在溶液濃度高時會出現線列型液晶相，此時高分子在溶液內以微區結構（見高聚物分子聚集態結構、高聚物液晶態結構）存在，其溶液粘度大幅度變小，能在極小的切應變速率下取向。從液晶相紡絲可以得到分子鏈高度取向的纖維，從而大大提高其模量。例如聚乙炔、聚異氰酸酯、聚芳醯胺的鏈上碳-碳單鍵的內旋轉被阻止；聚聯苯、聚苯並噻唑是雖有內旋轉但並不改變鏈的方向的棒狀高分子。 聚γ- 苄基谷氨酸是由於鏈的形態主要決定於鏈內基團間的相互作用能，它大於最大構象熵，因而形成α螺旋。
