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* * * * * * * * * * * * * * Chap. 4 聚合物的有序结构 Sizhu WU Polymer Physics 4.1 聚合物晶体结构 高分子链本身具有必要的规整结构 适宜的温度，外力等条件 高分子结晶，形成晶体 玻璃体结晶 溶液结晶 熔体结晶 方 法 结晶聚合物的重要实验证据 X射线衍射曲线 X-ray diffraction X射线衍射花样 X-ray patterns Debye ring or Debye crystallogram 高聚物的晶体结构 CO2分子晶体 NaCl crystal --- Cubic 立方 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 小分子与高分子在晶体中的排列 空间点阵 Space lattice 把组成晶体的质点抽象成为几何点，由这些等同的几何点的集合所形成的格子称为空间格子或空间点阵。 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单元。 晶体结构 = 空间点阵 + 结构单元 晶体结构与点阵的关系 For polymer structure 晶体结构 点阵 结构基元 直线点阵、平面点阵和空间点阵及晶格 抽象成为平行六面体 晶胞 Crystal cell：在空间格子中划分出一个一个大小和形状完全一样的平行六面体，以代表晶体结构的基本重复单元，这种三维空间中具有周期性排列的最小单位称为晶胞(unit cell) 晶格的最小单位均为平行六面体，称为晶胞 unit cell 问题:多少个参数决定晶胞大小和形状? 三个 四个 五个 六个 晶胞参数 Lattice parameters, or lattice constant Crystal cell Unit cell 晶胞按几何形状可分为七个晶系，每个晶系按结晶单元排布方式可分为不同的晶格 a b c x y z a b g 晶胞可用六个参数描述 Cell parameters: a,b,c and ?,?,? Unit vectorial distance angle Crystal systems System Axes Axial angles Minimum symmetry Cubic立方 a=b=c ??=?=?=90? Three four-fold rotation axes Hexagonal六方 a=b?c??=?=90?; ?=120? One six-fold rotation axis Tetragonal四方 a=b?c ?=?=?=90? One four-fold rotation axis Rhombohedral三方 a=b=c ??=?=??90? One three-fold rotation axis Orthorhombic正交 a ? b?c ?=?=?=90? Three perpendicular two-fold rotation axis Monoclinic单斜 a ? b?c ??=?=90?; ??90? One two-fold rotation axis Triclinic三斜 a ? b?c ???????90? None a,b,c – unit vectorial distances ?=?bc, ?= ?ac, ?= ?ab 60% Cubic and Hexagonal 立方和六方---高级晶系 Cubic system a=b=c ??=?=?=90? Hexagonal system a=b?c ??=?=90?; ?=120? Tetragonal 四方，Rhombohedral三方and Orthorhombi正交-----中级晶系 Tetragonal system a=b?c ?=?=?=90? Rhombohedral system a=b=c ??=?=??90? Orthorhombic system a ? b?c ?=?=?=90? Monoclinic and Triclinic 单斜和三斜 ----低级晶系 Monoclinic system a ? b?c ?=?=90? Triclinic systme a ? b?c???????90? 高分子结晶中斜方（正交）和单斜占了60%左右 Cubic System 立方晶系 晶面指标 Miller indices Step 1 : ?Identify the intercepts on the x- , y- and z- axes 确定此面在x,y,z坐标轴上的截距Step 2