大分子同晶(macromolecular isomorphism)在晶格中各种单体单元可以互相取代位置的现象。如果在聚合物中,相应的单体单元有类似的晶格常数、晶格角和相同的螺旋结构,这就可能发生大分子同晶现象。1

大分子

大分子指相对分子质量在5000以上,甚至超过百万的生物学物质,如蛋白质、核酸、多糖等。它与生命活动关系极为密切,由被认为单体的简单分子单位所组成。在溶液中有形成凝胶的物质。一般把相对分子质量超过一万的化合物称为大分子化合物或高分子化合物。

它是由许多重复的结构单元组成,一般具有线状结构,有的具有枝状结构。许多具有重要生物作用的物质,如蛋白质和核酸等均属于这类化合物。大分子蛋白质的基本组成单位或构件分子(building-block molecule)是氨基酸(amino acid,AA)。

实验研究

同晶型即共结晶是一种少有的现象,其中只有几例是涉及到大分子的。实验已观察到两种不同的大分子同品型:重复链单元的同晶型(例如,六甲撑己二酰胺-六甲撑对苯二酰胺共聚物)和聚合链的同晶型。

当聚合链(对共混物而言)或单体单元(对共聚物而言)在晶态的构象和大小相类似时,才可能形成同晶型。明显发生同晶型的一种普通情况是由化学上相同但含有不同同位素的聚合物构成的。将聚烯烃(即聚乙烯,聚丙烯)中的氢取代为氘,就产生同晶型特性。2

举例

聚氟乙烯-聚偏二氟乙烯在全部组成范围中呈现同晶型特性。这个共混物的晶相结构与聚氟乙烯以及聚偏二氟晶相结构相同。它的熔点与组成的函数关系曲线无最小值。

Natta等心观察到聚乙烯基异苯基醚和聚乙烯基另一丁基醚在全龄浓度范围内的同晶型。等规聚4-甲基戊烯和等规聚4一甲基已烯的混合物,仅在组分之一为0~25(重)%时是同晶型的。等规聚4-甲基-1-戊烯和等规聚4-甲基-1-己烯的晶胞是四方晶系,它们的链是螺旋型构象,每一圈有3.5个单体单元。上面所提到的聚烷基乙烯基醚也是四方晶系晶胞,其螺旋结构为等螺距(3.4个单体单元)。因此,正如同晶型特征所预期的,这两个同晶型体系的链轴和链对称性是相同的。

Tordella和Dunion研究了乙烯/醋酸乙烯酯共聚物和石蜡的共混物,并从小角x-衍射数据推断出石蜡和共聚物中的乙烯序列发生了共结晶。2

本词条内容贡献者为:

陈红 - 副教授 - 西南大学

大分子同晶

图文简介

大分子同晶(macromolecular isomorphism)在晶格中各种单体单元可以互相取代位置的现象。如果在聚合物中,相应的单体单元有类似的晶格常数、晶格角和相同的螺旋结构,这就可能发生大分子同晶现象。