高分子的聚集态结构.ppt

06十一月20242.1Introduction2.1.1Conceptofaggregatestate聚集态结构的内涵凝聚态物理状态高分子聚集态
高分子链之间的几何排列和堆砌状态

聚集态包括
晶态Crystallinestate
液晶态Liquidcrystallinestate
非晶态Amorphousstate
取向态Orientationstate链结构2.1.2Interactionsbetweenpolymermolecules高分子的分子间作用力范德华力静电力
1.2104~2.1104J/mol

诱导力
0.6104~1.2104J/mol

色散力
0.08104~0.84104J/mol
范德华力:2～8kJ/mol

C－C键能:347kJ/mol极性很强的Y－H上的氢原子与另外一个键上电负性很大的Y原子上的孤对电子相互吸引而形成的一种键
2.1104~4.2104J/mol
几种重要共价键的键能数据2.1.3Cohesiveenergydensity高分子的内聚能密度线性聚合物的内聚能密度判断2.2TheCrystallineState高分子链具有一定的规整结构布拉格方程无规(a)和全同(b)PS的X射线衍射图案和衍射曲线(c)差式扫描量热法(DSC)Differentialscanningcalorimetry(Xcw%)(i)Xcv(ii)XcwBuoyancymethod浮力法ArchimedesPrinciple阿基米德原理判断某一聚合物完全结晶时的密度为0.936g/cm3,完全非晶态的密度为0.854g/cm3,现有一该聚合物的试样，实际密度测得为0.900g/cm3，试计算此样品的体积和重量结晶度各是多少？注意：

不同方法测得的结晶度是不同的。

一般情况

XcWAXD>()Xcdensity>XcDSC
2.2.2基本概念球晶
100m(PLM)1m(SEM,AFM)500Å(AFM,TEM)Polarized-lightmicroscopy偏光显微镜晶体：组成物质的质点（原子、离子、分子、重复
单元等）三维有序、周期性排列结构基元：点阵结构中，每个质点代表的具体内容称
为晶体结构的结构基元。聚合物结晶结构直线点阵、平面点阵和空间点阵及晶格晶格的最小单位均为平行六面体，称为晶胞晶胞按几何形状可分为七个晶系
每种晶系的晶胞中按结晶单元排布方式可分为不同的(Bravais)晶格晶系和晶胞参数CubicandHexagonal立方和六方---高级晶系Tetragonal四方，Rhombohedral三方，Orthorhombi正交-----中级晶系MonoclinicandTriclinic单斜和三斜----低级晶系◆晶面和晶面指数Millerindices截距：a,,是什么晶面?是什么晶面?是什么晶面?正方体各晶面指标试预测聚乙烯(110)晶面所对应的晶面间距d110为多少？在X射线的照射下（=0.154178nm）的衍射角110将出现在什么位置？a=2d200思考如何证明聚乙烯为平面锯齿形构象？聚乙烯为平面锯齿形构象，晶体属斜方(正交)
晶系，已知其晶胞参数如下：
每个平面内有1+1/4×4=2个结构单元（中间的一个是晶胞独有的，顶点上的是4个晶胞共有的，每个晶胞只能算1/4，四个点为1个）。Avogadro’snumber=6.02*1023分子链中的-COO-部分是T型结构，其它部分是平面锯齿结构。螺旋形结构聚丙烯的晶体密度M=(3*C+6*H)=42H722.2.4聚合物的结晶形态和研究方法晶体结构：十分之几纳米结构范围。
影响晶体的生长因素：(1)singlecrystal单晶PE菱形片晶聚乙烯空心锥片晶当结晶性聚合物从浓溶液中析出或从熔体冷却结晶时，在不存在应力或流动的情况下，形成球形的多晶体聚集体。
局部放大的照片NikonPolarizedLightMicroscope全同聚苯乙烯球晶偏光显微镜照片形成原因偏光显微镜下球晶的生长球晶的生长两种球晶当球晶长得较大时，边缘会形成多边形对PE来说，折叠链形成的晶片有扭曲现象，PE电镜照片显示球晶是由径向发射的微纤组成的，这些微纤是长条状扭曲的片晶球晶的大小对材料的力学性能影响很大。球晶越大，材料的冲击强度越小，越易破裂，材料的透明性越差。

球晶越大，透明性越不好。原因：非晶因为是均相，而结晶为两相，结晶区和非晶区的光折射率不同，光线通过时在两相界面上将发生反射和折射，所以呈现乳白色而不透明。

如果球晶的尺寸小于可见光波长时，材料不发生折射和反射，材料是透明的。
控制球晶大小的方法(3)其他结晶形态高分子量聚乙烯的树枝状晶从靠近转轴的晶种生长的聚乙烯纤维晶(二甲苯，114℃)伸直链