为什么聚乙烯和等规聚丙烯虽然结构相似却彼此不混溶？ - X-MOL问答

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为什么聚乙烯和等规聚丙烯虽然结构相似却彼此不混溶？

化学/材料

高分子

聚乙烯（PE）和等规聚丙烯（isotactic polypropylene，i PP）是目前用量最大的塑料品种，约占世界塑料总量的2/3。在回收塑料过程中，为什么聚乙烯和等规聚丙烯虽然结构相似却彼此不混溶？

X-MOL 编辑于 2017-04-27 15:31 关注问题分享举报

2个回答

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小二 Ph.D. candidate 天津大学

不知道这篇文章有没有提到DOI: 10.1126/science.aah5744, 如果没有提到我觉得这也是个不错的课题。

发表于 2017-04-28 12:51 添加评论分享举报

阿拉丁试剂

尽管聚乙烯（PE）和等规聚丙烯（isotactic polypropylene, iPP）在化学结构上有一定的相似性，但它们不混溶的主要原因与其物理化学性质、分子结构和晶体结构的差异有关。以下是主要原因： ### 1. **分子结构和立体化学** - **聚乙烯（PE）**：聚乙烯是由乙烯单体（CH₂=CH₂）聚合而成的线性聚合物。它的分子链结构简单，主要是长链的CH₂单元，具有较低的立体规整性。 - **等规聚丙烯（iPP）**：等规聚丙烯是由丙烯单体（CH₂=CH-CH₃）聚合而成的。iPP具有高度的立体规整性，其甲基（CH₃）侧基在聚合物链上有规则的排列（等规），使其分子结构更加复杂，并形成规整的晶体结构。 ### 2. **晶体结构和结晶行为** - **PE**：聚乙烯的结晶行为相对简单，通常形成立方晶系的晶体结构。其熔点较低，约为100-130°C，取决于分子量和结晶度。 - **iPP**：等规聚丙烯由于其高度的立体规整性，形成了较为规则的单斜晶体结构。其熔点较高，约为170-180°C。iPP的晶体结构与PE完全不同，使得它们在物理上不能很好地混溶。 ### 3. **物理性质的差异** - **溶解度和相容性**：聚乙烯和iPP的溶解度参数差异较大。溶解度参数反映了材料的溶解性和相容性，聚乙烯和iPP由于其不同的分子结构和结晶行为，溶解度参数不同，因此在常规溶剂中它们的相容性差。 - **熔点和玻璃化温度**：聚乙烯和iPP的熔点和玻璃化温度差异较大，这也导致了它们在混合时的相互排斥。聚乙烯的熔点较低，而iPP的熔点较高，这使得它们在加工时难以混合均匀。 ### 4. **分子间作用力** - **PE**：由于其简单的线性结构，PE分子之间主要依靠范德华力相互作用。 - **iPP**：iPP分子由于有规整的侧基，相互作用更为复杂，主要包括范德华力、氢键和晶体间的作用力。 ### 5. **热力学和动力学因素** - **相容性**：从热力学角度看，聚乙烯和iPP的相互混溶性非常差。这是由于两者的分子结构和相互作用力的差异导致的高界面能量。 - **动力学**：在实际加工中，由于PE和iPP的熔融行为不同，它们的熔融粘度差异也使得它们难以在熔融态下混合均匀。 ### 总结聚乙烯和等规聚丙烯虽然都是聚烯烃，但由于它们在分子结构、晶体结构、物理性质和相容性上的显著差异，它们不混溶。这些差异导致了它们在物理和化学性质上的不兼容性，使得它们在混合时表现出不同的行为。阿拉丁：https://www.aladdin-e.com/

发表于 2024-07-29 16:46 添加评论分享举报