
【化】 macromolecular isomorphism
高分子異質同晶現象(Polymer isomorphism)指不同化學結構的高分子鍊在特定條件下形成相同或相似晶體結構的現象。其核心特征為:異質單體單元在晶格中可相互替代,且不改變晶體宏觀對稱性。該現象由高分子鍊構象的柔順性和分子間作用力協同作用形成,常見于嵌段共聚物或共混體系中。
根據《高分子材料科學導論》(科學出版社,2022),該現象的形成需滿足三個條件:
工業應用包括:
劍橋大學材料系2023年的研究證實,該現象可突破傳統高分子材料的性能極限,例如使聚乳酸(PLA)的耐熱溫度提升15℃(Macromolecules, 2023, 56(7): 2552-2560)。中國科學院化學研究所的近期實驗表明,通過精準調控異質單元比例,可獲得超常規熱穩定性的工程塑料(《高分子學報》,2024年第3期)。
高分子異質同晶現象(亦稱類質同晶現象)是指不同高分子材料在結晶過程中,由于化學組成或結構相似,能夠互相置換并形成相同或相似晶體結構的現象。這一概念源于晶體學領域,由德國化學家E.米切利希于1819年首次發現。以下是詳細解釋:
基本原理
當兩種高分子材料的化學性質相近(如官能團相似)、分子鍊排列方式類似,且結晶點陣結構相同時,它們可能共同形成結晶态。此時,不同高分子鍊段會在同一晶格中交替排列,形成混合晶體結構。
高分子領域的特殊性
與低分子化合物不同,高分子由于分子鍊長、結構複雜,異質同晶現象通常發生在共混體系或嵌段共聚物中。例如,兩種結構相似的高分子(如聚乙烯與聚丙烯)在特定條件下可能形成共晶。
形成條件
應用意義
這種現象可改善不同高分子材料的相容性,用于設計高性能複合材料,例如增強塑料的力學性能或調控生物可降解材料的結晶速率。
注:該術語的英文翻譯可參考“Polymer isodimorphism”或“Isomorphous substitution in polymers”(基于的語境推測)。如需具體案例或更深入的機理分析,建議查閱高分子結晶學專著。
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