第二章高聚物的聚集态结构

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1、第二章高聚物的聚集态结构第二章第二章高分子的聚集态结构高分子的聚集态结构计划学时：计划学时：88--1010学时学时主要参考书：主要参考书：何曼君主编：高分子物理何曼君主编：高分子物理金日光主编：高分子物理金日光主编：高分子物理第二章高聚物的聚集态结构一、本章主要内容一、本章主要内容••高聚物的聚集态结构与分子间作用力的关系高聚物的聚集态结构与分子间作用力的关系••高聚物结晶形态、结晶过程、结晶能力及结晶结高聚物结晶形态、结晶过程、结晶能力及结晶结构与材料性能的关系构与材料性能的关系••高聚物的取向结构及取向对材料性能的影响高聚物的取向结构及取向对材料性能的影响•

2、•高分子的无定形结构模型高分子的无定形结构模型••高分子液晶的简单介绍高分子液晶的简单介绍••高分子多相体系的种类高分子多相体系的种类••典型的多相材料的应用典型的多相材料的应用第二章高聚物的聚集态结构二、本章重点二、本章重点••掌握高分子结晶的行态与结晶条件（结晶温度掌握高分子结晶的行态与结晶条件（结晶温度、、冷却速度）的关系冷却速度）的关系••结晶速度及结晶能力与链结构及外界条件（结晶结晶速度及结晶能力与链结构及外界条件（结晶温度、冷却速度）的关系温度、冷却速度）的关系••结晶形态对高聚物性能的影响结晶形态对高聚物性能的影响••结晶及非结晶高聚物的取向过程及取

3、向对性能的结晶及非结晶高聚物的取向过程及取向对性能的影响影响第二章高聚物的聚集态结构••三、要求掌握的内容三、要求掌握的内容–高聚物的结晶模–无定形结构模型–结晶及取向在工业上的应用实例–结晶度的测量及计算方法••四、了解内容四、了解内容–高分子液晶的种类、结构及应用–研究结晶的方法–高分子多相体系的种类–典型的多相材料的应用第二章高聚物的聚集态结构引言引言一般材料存在三态――固、液、气态而高聚物存在二态固—晶态液—玻璃态（无序）、高弹态、粘流态（熔化态）（过冷液体）液晶分子链的确定（分子间力）近程结构的确定分子链间距（规整性）第二章高聚物的聚集态结构第一节第一节

4、大分子间作用力与性能的关系大分子间作用力与性能的关系••2.1.12.1.1范德华力与氢键范德华力与氢键–分子间作用力：范德华力（静电力、诱导力、色散力）和氢键。©静电力：极性分子间的引力。©诱导力：极性分子的永久偶极与它在其他恩子上引起的诱导偶极之间的相互作用力。©色散力：分子瞬时偶极之间的相互作用力。©氢键：是极性很强的X-H键上的原子，与另外一个键上的电负性很大的原子Y上的孤对电子相互吸引而形成的一种键(X-H…Y)第二章高聚物的聚集态结构••2.1.22.1.2内聚能密度内聚能密度内聚能密度CED：1mol凝聚态变成1mol气态所需的能量。a)若均为无定形

5、（玻璃表2.1常用高分子材料的内聚能密度态）CED越大，聚集态材料E越高（硬）。PEPIBNRPBPSPMMAb)PE不结晶时――E小；CED×1PE结晶时有序度提高，25927228027630534703(J/m3)分子间力增大，E大PVAPA（塑）。PVC尼龙-66c)EPDM不结晶――E小CN（橡胶）。CED×136838177499203(J/m3)第二章高聚物的聚集态结构第二节第二节高聚物结晶形态高聚物结晶形态••2.2.12.2.1结晶形态结晶形态————与结晶条件有密切关系与结晶条件有密切关系（（11）单晶）单晶——极稀溶液中缓慢生成（极稀溶液中缓

6、慢生成（0.01%0.01%））图2.1聚乙烯单晶的电镜照片图2.2聚乙烯单晶的电子衍射照片第二章高聚物的聚集态结构图2.3线性聚乙烯单晶电镜照片图2.4坍塌了的空心棱锥型聚乙烯单晶电镜照片第二章高聚物的聚集态结构图2.5不同形态PEO的电镜照片第二章高聚物的聚集态结构（（22）球晶）球晶——浓溶液或熔体中生成浓溶液或熔体中生成图2.6捆束状球晶的电镜照片及示意图第二章高聚物的聚集态结构图2.7球晶电镜照片及示意图第二章高聚物的聚集态结构图2.8球晶环状消光图案的光学原理示意图第二章高聚物的聚集态结构图2.9球晶各个生长阶段形象示意图第二章高聚物的聚集态结构（（3

7、3）串晶及伸直链晶体）串晶及伸直链晶体——浓溶液或熔体受力生长浓溶液或熔体受力生长图2.10伸直链晶体电镜照片及示意图第二章高聚物的聚集态结构图2.11串晶电镜照片及示意图第二章高聚物的聚集态结构（（44）其它）其它©©树枝晶—从溶液析出结晶时，结晶温度较低或溶液浓度较大，或分子量较大，则生成树枝状晶。©©孪晶—从溶液中生长，低分子量的高聚物中特别常见。©©纤维状晶和串晶—较高温度下，搅动的溶液中生成。©©伸直链片晶—极高压力下熔融结晶，或对熔体结晶加压热处理。第二章高聚物的聚集态结构2.2.22.2.2高分子在结晶中的构象和晶胞结构高分子在结晶中的构象和晶胞结构

8、图2.12