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范德瓦耳斯力:定义、特点和应用领域分析

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:范德瓦耳斯力是相邻分子间微弱的相互作用,通常比化学键键能小1~ 2 个数量级。同样,程扬等人研究发现在聚酰亚胺中引入苯并双唑结构的杂环单体,相邻的分子链间范德瓦耳斯力明显提升,制备的聚合物纤维呈现高度有序的结晶结构,纤维的力学性能得到大幅度改善。

范德瓦耳斯力:定义、特点和应用领域分析

范德瓦耳斯力是相邻分子间微弱的相互作用,通常比化学键键能小1~ 2 个数量级。然而,这种弱的相互作用,在聚酰亚胺分子链聚集排列和材料性能方面发挥了重要作用。四川大学刘向阳等人[21]发现,将2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并唑(BOA)单体引入聚酰亚胺分子链中(图6-18),对于前驱体聚酰胺酸PAA 而言,分子链间主要存在酰亚胺环C=O 与酰胺酸O—H 之间的氢键作用,此时,分子链无规堆积;经过300℃热亚胺化处理,二酐与二胺单元的基团间发生分子链间电荷转移络合作用(CTC 效应),更容易形成“混合层堆砌”(MPL)的方式,在有序区,相邻分子链沿链轴方向的构型会发生变化导致分子链间距发生变化,而在无定形区,分子链则完全无规排列;进一步提高热处理温度至400℃以上,相邻的酰亚胺环之间会形成偶极—偶极作用(范德瓦耳斯力),而这种偶极—偶极作用促使聚合物大分子链规整有序排列,形成结晶结构。同样,程扬等人研究发现在聚酰亚胺中引入苯并双唑结构的杂环单体,相邻的分子链间范德瓦耳斯力明显提升,制备的聚合物纤维呈现高度有序的结晶结构,纤维的力学性能得到大幅度改善。

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图6-18 BPDA—BOA 结构聚酰亚胺在不同热处理温度下的结构演变

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