08-09 非晶态、取向态及织态结构.pdf

第2章 聚合物的凝聚态结构 非晶态结构(Amorphous) 取向态结构(Orientation) 2.2 非晶态结构 非晶态聚合物通常指完全不结晶的聚合物. 包括玻璃体, 高弹体和熔体. 从分子结构上讲, 非晶态聚合物包括: 链结构规整性差的高分子, 如a-PP, PS等 链结构具有一定的规整性, 但结晶速率极慢, 如 PC等 常温为高弹态, 如PB等 非晶态结构模型 无规线团模型: Flory 在非晶态聚合物中，高分子链无论在θ溶剂或 者本体中，均具有相同的旋转半径，呈现无 扰的高斯线团状态。 橡胶弹性模量不随稀释剂的加入而变化 橡胶的弹性理论和溶液的流体力学性能 局部有序模型: Yeh等 认为非晶聚合物中具有3~10nm范围的局部 有序性。 SANS测量的分子尺寸一般大于10nm, 而对小 于10nm的区域不敏感 密度比完全无序模型计算的要高 某些聚合物结晶速度极快 TEM直接观察的结果 Random coils local orders Local orders, if exist, are limited to short-range no more than a few of tens of Angstroms. 2.3 取向态结构 取向: 在外力作用下，分子链沿外力方向平行排 列。聚合物的取向现象包括分子链、链段的取 向以及结晶聚合物的晶片等沿特定方向的择优 排列。 Before After orientation orientation Structure of Different degree of Disordered aggregation state orders Physical properties isotropic anisotropic 双轴拉伸或吹塑的薄膜 聚合物取向方法 纤维 聚合物取向方法 熔融挤出的管材和棒材 2.3.1 聚合物的取向方式 单轴取向(Uniaxial Orientation) 纤维纺丝 薄膜的单 向拉伸 双轴取向(Biaxial Orientation) 一般在两个垂直方向施加外力。如薄膜双 轴拉伸，使分子链取向平行薄膜平面的任 意方向。在薄膜平面的各方向的性能相 近，但薄膜平面与平面之间易剥离。 2.3.2 聚合物的取向机理 非晶态聚合物: 链段取向 分子链取向 晶态聚合物: 非晶区: 链段与分子链取向 晶区: 微晶(晶粒)的取向 晶态聚合物的X射线衍射花样（拉伸比增加） 取向与解取向 取向与结晶 取向态是一种热力学不稳定状态, 分子链或 链段在一维或二维方向有序排列 取向有利于结晶 （why? ） 取向态的聚合物在一定的外界条件下会 解取向. 取向有利于结晶 常数, 负值 负