第六章 聚合物的结晶态.ppt

聚乙烯 聚四氟乙烯 聚丙烯 尼龙66 ……… 正交晶系 晶胞参数 a = 7.417 ? b = 4.945 ? c = 2.534 ? 构象 全反式 平面锯齿形 密度 1.0 g/cm3 晶胞中所含的链数 2 聚四氟乙烯 结晶温度19℃时，呈扭转构象。 等同周期c=1.69纳米 , 含13个重复单元CF2 ≥ 19℃ c=1.95纳米 , 15 个重复单元CF2 PET 的晶体结构 1、高聚物单晶 高聚物单晶的形态 折叠链 单晶的生长条件: a. 溶液的浓度：极稀，便于高分子在溶液中充分散开； b. 结晶温度：高，使结晶速度慢； C. 其它：不良溶剂有利与结晶完善； 分子量大的高分子先结晶，分子量小的高分子后结晶。 2. 球晶：由一个晶核开始，以相同的速度同时向空间各个方向放射生长而成。 2、偏光显微镜的构造 常见偏光显微镜的构造如下图所示： （1） 光源 常用150V/15W白炽灯，一般在灯泡上加一光阑，以调节进光量；必须用单色光时可加滤光片，常用透射波长λ＝589nm的钠黄光或λ＝671nm的锂红光滤光片。 （2）起偏器与检偏器 通常用尼科尔棱镜作起偏器与检偏器．当两者光轴夹角θ为0。或180。时叫平行尼科尔，可透光。当θ＝90。或270。时为正交尼科尔，全无透射光。θ处于其它中间位置时，可有部分光线透过。现在更方便用的是人造偏振片，如浸透了碘的聚乙烯醇薄膜及其他种类的塑料偏振片等。 此外还有物镜、目镜、聚光镜等。 （3） 透明物体的光学特性 透明物体按其光学特性分两类：①各向同性介质：光通过它时只有一种折射率，且满足折射定律，入射线、折射线和折射面的法线处于同一平面．如均质气体、无定形高聚物等；②各向异性介质：一束光线透过它时被分解成折射率不同的两束光线，称为双折射，一束满足折射定律，称寻常光(ordinary light)，简称o光；另一束光线不满足折射定律，为非常光(extraordinary light)，简称e光，其折光率分别为n。和ne，双折射 Δn＝n。-ne，Δn＞0为正光性，Δn＜0为负光性，Δn ≠ 0即有双折射产生。 黑十字消光：是高聚物球晶双折射性质和对称性的反映。一束自然光通过起偏镜后，变成平面偏振光，其振动（电矢量）方向都在单一方向上。一束偏振光通过高聚物球晶时，发生双折射，分成二束电矢量相互垂直的偏振光，它们的电矢量分别平行和垂直于球晶的半径方向，由于这两个方向的折射率不同，这两束光通过样品的速度是不相等的，必然产生相位差而发生干涉现象，结果使通过球晶的一部分区域的光可以通过与起偏镜处在正交位置的检偏镜（产生亮区），而另一部分则不能通过（产生暗区）。 (5) 球晶的生长过程 结晶总速度 = 成核速度 + 结晶生长速度 成核: 均相成核：由熔体中高分子链靠热运动形成有序排列的链束为晶核； 异相成核：以外来杂质、固体颗粒、未完全熔融的高分子或容器壁为中心，吸附熔体中高分子链作有序排列形成的晶核。 5. DSC (Different Scanning Calorimeter)法： 熔点的测定： 膨胀法；差热分析法(简称DTA法)，差动扫描量热法(简称DSC法); 偏光显微镜法；X射线衍射法；红外光谱法；核磁共振法。 （ii）向列型：棒状分子虽然也平行排列，但长短不一，不分层次，只有一维有序性，在外力作用下发生流动时，棒状分子易沿流动方向取向，并可流动取向中互相穿越。 6.7.2 向列型高分子液晶的流动特征 总结： 1、基本概念 内聚能密度，高聚物单晶，球晶（双折射，黑十字消光），结晶速度，均相成核，异相成核，Avrami指数，结晶度，聚合物熔点，平衡熔点，高分子液晶 2. 基本问题 （1）结晶速度及其测定方法 （2）影响结晶速度的主要因素 （3）结晶度及其测定方法 ② 结晶度的测定方法 a. 比容法（密度法） 试样的比容 采用密度-梯度管测量，先作密度-高度标准曲线，再测试样密度，查出高聚物完全结晶的 或完全非晶的 、 结晶度 或 b. X射线法：根据晶区或非晶区的衍射点或弥散环的强度来计算。 、 c. 量热法（DSC法）：通过测量试样的熔融热（△H测）并与完全结晶试样的熔融热函相比较： d. 红外光谱法：根据红外光谱上结晶（或非晶）特征谱带的吸收强度与完全结晶（或完全非晶）试样的吸收强度的差别来推算。 6.6.2结晶度大小对高聚物性能的影响 力学性能 结晶度↗，聚合物的熔点、材料的硬度、模量、抗张强度、耐热性、耐溶剂性↗。但弹性、冲击强度、断裂伸长率、透明度↘。 密度