高分子凝聚态物理(一)1,简述高分子链构象的自相似性及分形结构,并讨论影响分形维数的因素
(1)高分子的自相似性是指在很宽的尺寸范围内和不同尺度条件下,可以近似将高分子链看出相同规律的一种结构,这就代表着高分子链构相的分形结构,即将一小段链放大后,其外形也将与整条链相似
以质量m作为讨论对象,有分形本质的一个指数关系为m~rD,D为分形维数,r为某个尺度的尺寸,m为r对应的质量
(2)分形维数的影响因素有:①聚合物构造,即线性、支化程度、交联程度;②相互作用,即近程推斥、部分屏蔽推斥、无相互作用等;③空间维数的影响
2,如何定义稀溶液及亚浓溶液
极稀溶液和稀溶液的分界浓度是动态接触浓度
动态接触浓度是指高分子链开始“感受”到彼此存在但还没有彼此接触的浓度
随着浓度的增加,介于动态接触浓度和接触浓度之间,即进入一般的稀溶液
此时,分子链虽仍相互分离,但由于分子的平动和转动,就有机会相互接触而形成多链聚集体
接触浓度定义为稀溶液中高分子链开始发生接触,继而相互覆盖的临界浓度
在这个浓度,单个高分子链线团在溶液中紧密堆积,互相接触,即达到亚浓溶液
3,给出理想高分子链的定义,并阐述理想高分子链与实际链间的关系
(1)理想高分子链:在理想链中,当链段与沿着链相距较远的单体间没有相互作用,即使链段与单体在空间上相距很近,这样的链被称为理想链
在特殊中间温度下,当单体与单体之间的吸引和排斥力相互抵消,这样的高分子链可近似为理想链
(2)理想高分子链与实际链间的关系:理想链的构像忽略了沿链相隔多个键的单元间的相互作用,而真实链中这种相互作用对聚合物构象事有影响的
真实的高分子链既有自身相互作用也与所处的溶剂相互作用,这些作用的相对强弱决定了单元间是相互吸引还是相互排斥
在低温溶剂中的真实链,由于单元间的吸引力大于排斥力,就会取收缩构象;在高温溶剂中,由于排斥作用为主导,分子链就会取膨胀构