第4周-1-晶态结构.ppt

问题： 第二章 聚合物的凝聚态结构 2.1 聚合物内聚能和内聚能密度 2.2 聚合物的晶态结构 2.3?? 聚合物的非晶态结构 2.4?? 聚合物的液晶态结构 2.5 聚合物的取向态结构 2.6 高分子合金的织态结构 （物质的物理状态） 钱人元：高分子单链凝聚态 2.2 晶态结构（Crystalline structure） 2.2.1 晶体结构的基本概念 七个晶系 晶格参数 晶面和晶面指数 Miller indices 聚合物晶胞 c轴方向为与主链中心轴平行的晶胞主轴方向。 由于高分子链轴（c轴）方向的原子间的化学键相互作用和不同分子链间的范德华力或氢键相互作用不同，形成的各种晶胞是各向异性的，因此聚合物晶体在各个方向上的性质是不同的，故聚合物可以形成除立方晶系之外的其它六种晶系的晶胞。 晶胞密度的计算 结晶的同质多晶现象 同一聚合物可以形成多种晶型的现象 例：PE：斜方 拉伸：三斜or 单斜 高温高压：六方 全同PP：（4个） α相：单斜 β相：六方 γ相：拟六方 δ相 纤维图 晶胞参数 主要的晶体形态：单晶、球晶、树枝状晶、纤维晶、串晶、柱晶、伸直链晶体 某种聚合物的晶体形态主要取决于晶体生成的外部条件。 影响片晶厚度 l 的因素 b: 球晶的判别 电镜 偏光显微镜观察球晶的生长 原子力显微镜观察球晶的生长 其他结晶形态 串晶：溶液低温，边结晶边搅拌。 作业和思考题 : 作业: 课外作业：Page 329 第2、3题。 思考题: 1. 聚合物分子间大小对聚集态结构的影响？ 2. 如何描述聚合物结晶结构？如何通过晶胞参数来计算完全结晶聚合物的密度? 3. 结晶聚合物可以形成哪些结晶形态？它们所对应的结晶条件是什么？不同的结晶形态具有哪些突出的性能？ 4. 三种晶态模型的实验依据各是什么？各有什么局限性？ 5. 可以采取哪些方法来改善结晶聚合物的透明性 黑十字形成原理: 黑十字消光图像是高聚物球晶的双折射性质和对称性的反映。一束偏振光通过高分子球晶时，发生双折射，分为两束电矢量相互垂直的偏振光，电矢量分别平行和垂直与球晶的半径方向；两束光发生干涉现象，结果使通过球晶的一部分区域的光可以通过与起偏器处于正交位置的检偏器，而另一部分区域不能，最后分别形成球晶照片上的亮暗区域。 可以通过定量计算来认识黑十字消光—— 球晶黑十字消光原理图 Φ N T E R M Q E—通过起偏器进入球晶的电矢量，可以表示为E0sinωt ，双折射后分解成两束相互垂直的偏振光电矢量分别为R和T。能通过检偏器的光矢量合成波强度表示为： 当φ=0，π/2，π，3 π/2时，I=0；而φ=π/4， 3π/4 ，5π/4， 7π/4时，达到极大值。 在与起偏器和检偏器的特征方向相平行的位置出现暗区，而在与之成45°角的方向上出现亮区。 教学目的： 通过本章的学习全面掌握高分子链之间的各种排列方式及由此而产生的各种凝聚态结构，弄清高分子链结构条件和外部条件与凝聚态结构之间的关系，了解各种凝聚态结构的表征和应用，初步建立凝聚态结构与性能之间关系。 凝聚态：根据物质的分子运动在宏观力学性能上的表现区分 相态：根据物质的结构特征和热力学性质区分 玻璃属于固体，液相 结构特点：长程有序，具有规则几何形状的薄片状晶体 晶胞：对称性最高，最简单，体积最小 了解各种凝聚态结构的表征和应用，初步建立凝聚态结构与性能之间关系。 由于高聚物不能气化，所以不能直接测定其内聚能密度，一般只能借助它在不同溶剂中的溶解能力来估量，找出使线型高聚物具有最大的特性粘数或使交联聚合物具有最大的平衡溶胀比的溶剂，此溶剂的内聚能密度即是该高聚物的内聚能密度。 由于分子间存在着相互作用，才能使相同或不同的高分子聚集在一起成为有用的材料，因此在讨论高分子的各种凝聚态之前，必须先讨论高分子之间的相互作用 发现100?为晶片厚度 高分子链共5种构象：无规线团、伸直链构象、折叠链构象、锯齿型构象、螺旋链构象，后两者为若干链节组成的局部形态，前三者为整个高分子链的形态。伸直链可以由锯齿型链也可由螺旋链组成 晶体结构是聚合物在纳米范围内的微观结构，结晶形态是这些微观结构堆砌而成的晶体外形 树枝晶“晶片生长过程中不是像球晶中那样随机分叉，而是在一些特殊的晶面上分叉生长而成。 柱晶：如果晶