2  聚乙烯单链相对柔顺性的模拟研究

2。1  引言

聚合物分子链是由许多的单体按一定的次序连接而成，分子链结构与运动情况决定了聚合物的性能特点。其中，分子链柔性是聚合物所独有的，是影响聚合物的结晶性，形态，力学性能等方面的主要因素。柔性，指的就是聚合物分子链构象变化的难易程度。因为聚合物分子链存在大量可以发生内旋转运动的σ键，当原子或基团绕着σ键旋转时，分子链的构象即发生改变。但不同聚合物分子链改变构象时，都需要跨过一定的能垒，此能垒与聚合物分子链上的基团与原子势能有关。能垒越高，内旋转越困难，柔性越差。这说明影响分子链柔性的根本原因是分子内旋时势能的变化情况。聚合物分子链的内旋转受近程作用与远程作用的影响。近程作用是主链单键两端原子1~2个键范围内原子或取代基的排斥作用;远程作用是在主链方向上相距较远的原子或集团以及周围分子链的影响。理想链只存在近程作用，忽略远程作用，因此，本文欲通过比较聚乙烯和聚丁二烯两者简单链接的旋转势能图，来解释两者柔顺性产生差异的原因[20]。来*自-优=尔,论:文+网www.chuibin.com

2。2  单体分子的旋转势能分析

2。2。1  乙烷

聚乙烯的分子链结构式为-（CH2-CH2）n-，乙烷分子相当于n=1时的聚乙烯。因为乙烷分子只有一个C-C的σ键可以旋转，我们在MS软件中构建出一个真空条件下的乙烷分子，初始构型为重叠式构象，如下图：

 乙烷分子初始构象

选取如上图所示的一组H-C-C-H二面角，初始角度为0°，旋转C-C键，令旋转角度按照30°递增，共旋转360°，每改变一次角度，便运用MS软件中的Discover模块获得对该构象下的乙烷分子的构象势能，以单键的旋转角度为横坐标，以各种构象的势能为纵坐标