第三章高分子的凝聚态结构.ppt

* ..1 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * Pierre-Gilles de Gennes (1932- The Nobel Prize in Physics 1991 for discovering that methods developed for studying order phenomena in simple systems can be generalized to more complex forms of matter, in particular to liquid crystals and polymers France （棒状）向列相液晶（Nemactic） （棒状）近晶相A液晶（Smectic A） （棒状）近晶相C（Smectic C） 胆甾相液晶（Ch） 盘状液晶 Discotic Discotic Nematic –DN Discotic hexegonal ordered – Dho Discotic hexegonal disordered – Dhd 按液晶基元所在位置分类 主链型液晶 侧链型液晶 主链液晶 侧链液晶 介晶基元位于分子主链的高分子称为主链型液晶高分子。 介晶基元位于分子侧基的高分子称为侧链型液晶高分子。 腰接侧链型 串型 组合式 按液晶形成条件分类 热致液晶：通过加热而形成液晶态的物质 ---- 共聚酯， 聚芳酯Xydar, Vector, Rodrum 溶致液晶：在某一温度下，因加入溶剂而呈现液晶态的物质 ---- 核酸，蛋白质，芳族聚酰胺PBA, PPTA (Kevlar) 和聚芳杂环PBZT, PBO 感应液晶：外场（力，电，磁，光等）作用下进入液晶态的物质 ---- PE under high pressure 流致液晶：通过施加流动场而形成液晶态的物质 ----聚对苯二甲酰对氨基苯甲酰肼 (5) Characterization of liquid crystal polymer液晶的表征 液晶态的表征 Polarized-light microscopy 偏光显微镜 XRD - X-ray diffraction X射线衍射 DSC – Differential scanning clarometry示差扫描量热法 高分子液晶的流动特性 3.7.2 高分子液晶的结构和性能 高分子液晶在剪切力作用下的流动特性 3.7.3 高分子液晶的应用 1、液晶显示技术 将高分子液晶薄膜夹在两块导电玻璃板之间，在施加适当电压的点上，高分子变为各向异性的液晶，不透明，如果电压以某种图形加在玻璃板上，便产生图象。 2、液晶高分子纤维 第一个被发现可以作为高性能纤维材料的合成液晶高分子材料为聚对苯甲酰胺，但由于原料的原因，没有实现工业化，第一个实现工业化的液晶高分子是聚对苯二甲酰对苯二胺（1972年，Kevlar纤维） 液晶纺丝技术：液晶高分子的流变学特性为：高浓度、低粘度和低切变速率下的高取向度，因此采用液晶纺丝，可以解决通常高浓度必然带来高粘度的问题。 例如：当纺丝液的温度为90oC，聚对苯二甲酰对苯二胺/浓硫酸溶液的浓度可以提高到20%左右，而一般的纺丝液浓度只能达到12%左右，而且液晶高分子本身具有取向性，可以在较低的牵伸力下获得高取向度。 小资料：Kevelar纤维的发明 LCD – Liquid crystal display Kevlar – PPTA – Poly(p-phenylene terephthalamie) Applications of Kevlar 第八节 共混高聚物的织态结构3.8.1 高分子混合物 3.8.2高分子的相容性 1、 要实现完全混合,必须使混合自由能小于零: ⊿F= ⊿H－T⊿S≤0 由于高分子的分子量很大,混合熵变很小，而且高分子混合一般吸热，即焓变为正，因此，要使混合自由能为负是困难的。 2、高分子的相容性不象小分子那么简单。不只是指示相容与不相容，而且还有相容性的好坏。 3、相似相容原则。溶度参数接近，但并不总是有效的。 相容性的表征 直接观察共混物的透光性 TEM (Transmission electron microscopy)透射电镜和SEM (Scanning electron microscopy)扫描电镜观察分散相粒子大小 测量共混物的 Tg - 玻璃化转变温度 (Glass transition temperature）的变化 透明：相容性好 浑浊：相容性差 ABS- poly(acrylonitrile-co-butadi