聚合物的凝聚态结构课件.ppt

05分子间作用力及其晶体形态MalteseCrossinPolymerSpherulites偏光显微镜观察等规聚苯乙烯等规聚丙烯聚乙烯聚戊二酸丙二醇酯测定方法：偏光显微镜、小角激光光散射05分子间作用力及其晶体形态原子力显微镜AFM

(AtomicForceMicroscope)等规聚苯乙烯从玻璃态开始等温结晶05分子间作用力及其晶体形态(7)伸直链晶：伸展的高分子链平行规整排列形成片状晶体，其厚度远远大于单晶厚度，达3000nm.PCTFE100MPa250oC16h形成条件：（1）高压力（几千atm）（2）熔点附近熔融体结晶（3）缓慢结晶，同时拉伸取向例：PTFE，聚三氟氯乙烯，尼龙05分子间作用力及其晶体形态聚乙烯在226℃于4800大气压下结晶8小时得到的伸直链晶：晶体的熔点为140.1℃；结晶度达97%；密度为0.9938克/厘米3；伸直链长度达3×103nm热力学上最稳定的晶体为什么有这么多形态，而不是都形成最稳定的晶态？05分子间作用力及其晶体形态2.1.4高分子晶态结构模型X-射线衍射实验结果无规聚丙烯(弥散环）等规聚丙烯（清晰衍射环和弥散环）铝箔05分子间作用力及其晶体形态缨状胶束模型（两相模型）---模型1100A论点：（1）晶区和非晶区共存，一条链可同时穿插几个晶区和非晶区；（2）分子链在晶区有序规整排列，在非晶区为无序状态。05分子间作用力及其晶体形态缨状胶束模型（两相模型）---模型1论据（1）结晶高聚物X-射线衍射图含衍射和弥散环两种（2）高分子链长几百nm，而晶区仅几十nm可解释的事实密度、熔限、拉伸聚合物的光学双折射与圆弧衍射花样等局限未描述晶体的具体形状未提出晶体间的关系未体现结晶条件的影响无法解释单晶存在清晰的界面？05分子间作用力及其晶体形态单晶的发现及其结构100A(1)长宽可以为几微米，厚度100A(2)条件恒定，厚度恒定，厚度随温度增加在增加(3)沿长度和宽度方向增长(4)分子链沿厚度方向取向(5)结晶度很高，但不能达到100%mm1957年，Keller、Till、Fischer同时报道了聚合物单晶的发现单晶结构特点：05分子间作用力及其晶体形态2.5A100A=40个单体单元~1000分子量分子量5万的聚乙烯链长度为5000A100A分子链必然在厚度方向上折叠聚乙烯主链05分子间作用力及其晶体形态两个问题为什么折叠？怎样折叠？分子量增加长链烷烃（石蜡）的结晶高分子链是多散性的05分子间作用力及其晶体形态规则近邻不规则近邻无规(插线板)折叠链模型近邻规则折叠链模型P4905分子间作用力及其晶体形态Schematicdrawingofsinglecrystalwithregularchainfolding05分子间作用力及其晶体形态晶面或晶格面

abcc/2a/32b/3■晶面：将点阵从空间的不同角度划分成包含晶格点且相互平行、等间距地平面群。05分子间作用力及其晶体形态晶面指数(hkl)或密勒指数

abcc/2a/32b/3(1)求晶面在三晶轴上的截距(2)去单位向量，求倒数并通分(3)除分母，用圆括号括起来将给定晶面在三个轴上的整数形式截距值得倒数，简化成三个最小整数比h、k、l，用括号括起；当晶面与某坐标轴平行时，相应的晶面指数为0；hkl值越小，则相应晶面的间距（d）越大，或晶面上的点越密集。05分子间作用力及其晶体形态X-射线衍射的基本原理

X-rayDiffraction(XRD)①②③1a2a2b3a3cABCdAB+BC=2dsinq2dsinq=nlq05分子间作用力及其晶体形态布拉格定律(Bragg’sLaw)当两束光的光程差为入射光波长的整数倍时,反射光间会出现衍射现象nl=2dhklsinqn=1,2,3,…称为衍射级数q为衍射角实验表明，布拉格角的限定是十分严格的，通常只要入射角与布拉格角相差十分之几度，反射的光束就会完全相消05分子间作用力及其晶体形态多晶样品的衍射花样样品05分子间作用力及其晶体形态X-射线衍射花样电子射线衍射花样铝箔的X-射线和电子射线衍射花样晶体样品的衍射曲线目前常用的X射线衍射仪的工作