
【化】 macromolecular isomorphism
高分子异质同晶现象(Polymer isomorphism)指不同化学结构的高分子链在特定条件下形成相同或相似晶体结构的现象。其核心特征为:异质单体单元在晶格中可相互替代,且不改变晶体宏观对称性。该现象由高分子链构象的柔顺性和分子间作用力协同作用形成,常见于嵌段共聚物或共混体系中。
根据《高分子材料科学导论》(科学出版社,2022),该现象的形成需满足三个条件:
工业应用包括:
剑桥大学材料系2023年的研究证实,该现象可突破传统高分子材料的性能极限,例如使聚乳酸(PLA)的耐热温度提升15℃(Macromolecules, 2023, 56(7): 2552-2560)。中国科学院化学研究所的近期实验表明,通过精准调控异质单元比例,可获得超常规热稳定性的工程塑料(《高分子学报》,2024年第3期)。
高分子异质同晶现象(亦称类质同晶现象)是指不同高分子材料在结晶过程中,由于化学组成或结构相似,能够互相置换并形成相同或相似晶体结构的现象。这一概念源于晶体学领域,由德国化学家E.米切利希于1819年首次发现。以下是详细解释:
基本原理
当两种高分子材料的化学性质相近(如官能团相似)、分子链排列方式类似,且结晶点阵结构相同时,它们可能共同形成结晶态。此时,不同高分子链段会在同一晶格中交替排列,形成混合晶体结构。
高分子领域的特殊性
与低分子化合物不同,高分子由于分子链长、结构复杂,异质同晶现象通常发生在共混体系或嵌段共聚物中。例如,两种结构相似的高分子(如聚乙烯与聚丙烯)在特定条件下可能形成共晶。
形成条件
应用意义
这种现象可改善不同高分子材料的相容性,用于设计高性能复合材料,例如增强塑料的力学性能或调控生物可降解材料的结晶速率。
注:该术语的英文翻译可参考“Polymer isodimorphism”或“Isomorphous substitution in polymers”(基于的语境推测)。如需具体案例或更深入的机理分析,建议查阅高分子结晶学专著。
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