第二章 高分子的结构ppt课件.ppt

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1、4.耐溶剂性能由于分子链之间排列的紧密程度和很强的分子间作用力，结晶对聚合物的耐溶剂性能、耐渗透性能（气体、蒸汽、液体）也有影响。随结晶度增加，聚合物耐溶剂性能提高，溶解性下降；同时对气体和液体的渗透性下降。1高分子的非晶态结构处于非晶态的聚合物：1）由于分子链结构规整性差以至于不能结晶的聚合物——无规PS、无规PMMA；2）链结构具有规整性，但结晶速度太慢以至于在通常条件下不能充分结晶的聚合物——PC、PET；3）在低温下可以结晶，但在常温下不能结晶的聚合物——天然橡胶、顺丁橡胶；4）加热到结晶熔点以上的结晶聚合物2研究非晶态结构的意义非晶态聚合

2、物的结构直接决定了非晶聚合物材料的使用性能；而对于结晶聚合物来说，非晶区的结构与晶区结构也有十分密切的联系，同样会对结晶聚合物的性能产生不可忽视的作用。所以非晶态结构的研究也是聚合物聚集态结构研究的一个重要内容。但是由于非晶态结构的复杂性，对于非晶态结构的研究进展缓慢，目前提出的模型主要有两个：1）Flory的无规线团模型2）Yeh的两相球粒模型3一.无规线团模型Flory从高分子溶液理论出发提出了非晶态聚合物的无规线团模型。该模型认为：非晶态中的高分子链，无论是处于玻璃态、高弹态、还是熔融态，都象无扰状态下高分子溶液中的分子链一样呈无规线团的构象

3、，高分子链之间可以相互贯穿，彼此缠结，而线团内的空间则被相邻的分子所占有，不存在局部有序的结构，整个非晶态固体呈均相结构。4二.两相球粒模型X射线衍射发现非晶态聚合物确实中存在某种局部有序性。因此Yeh在1972年提出了两相球粒模型。非晶态由具有折叠链构象的“粒子相”和无规线团的“粒间相”组成，粒子相又分为“有序区”和“粒界区“两部分。在有序区分子链折叠而且排列较为规整，区域尺寸约为2–4纳米；粒界区主要是由折叠链的弯曲部份组成，它围绕着有序区，大小为1–2纳米。粒间相则是由完全无规的高分子链组成。5两相球粒模型可以解释以下事实1）许多聚合物由熔融

4、态结晶时速度很快——由于非晶态中已经存在一定程度的有序区，为结晶的发展提供了条件。2）实测的许多非晶态聚合物的密度大于由无规线团模型计算出的非晶聚合物密度——因为非晶态中包含有序的粒子相，其密度接近晶态密度，导致非晶态聚合物密度增大。3）未交联橡胶也具有弹性回缩力。这是因为非晶态中的粒间相为弹性形变提供了必要的构象熵，而粒子相则起到交联点作用。6聚合物共混的目的：1）综合各聚合物组分的性能，取长补短，消除单一聚合物组分性能的不足，获得综合性能优良的聚合物新材料。2）通过共混改善和提高聚合物的物理性能，例如机械强度、耐热性、加工性。3）制备具有特殊性

5、能的新型聚合物材料。4）降低聚合物材料成本。对于一些性能优异但价格昂贵的工程塑料，可以通过与一些廉价聚合物的共混，在不影响材料使用性能的前提下，适当地降低材料成本。聚合物共混物结构与形态7对不同的共混改性目的，希望得到的共混形态不同：要提高塑料的抗冲击性能，一般是将塑料与柔软的橡胶进行共混，而且以塑料作为硬的连续相，橡胶作为软的分散相。要改善刚性聚合物的加工流动性，一般是将其与流动性较好的聚合物进行共混。所以共混物的聚集态结构实际上是千变万化的，只能根据具体的情况加以讨论。1.改进力学性能——聚苯乙烯增韧PS具有良好的机械强度、透明性、加工流动性、

6、电绝缘性……。突出缺点是脆性大，韧性太差。上世纪50年代美国DOW化学公司使用在苯乙烯的聚合过程中添加少量橡胶的方法制得了具有优良抗冲性能的聚苯乙烯——HIPS。共混形态对性能的影响81）将重量组成为5—10%的橡胶（丁苯或顺丁橡胶）溶解在苯乙烯单体中；2）在充分搅拌下进行单体的预聚合——最初溶解有顺丁橡胶的苯乙烯单体为均相体系，随着单体中PS浓度不断增加，顺丁橡胶逐渐发生相分离。当PS转化率达到9—12%时，溶有PS的单体成为连续相，而顺丁橡胶成为分散相，其中包含有大量的苯乙烯单体。在连续相内的苯乙烯单体继续聚合的同时，分散相内的苯乙烯单体也继续

7、聚合，使体系的粘度增高。当转化率达到50%左右时，体系的粘度变的非常高。3）后聚合——升高温度，在搅拌或者不搅拌的条件下完成聚合。9具有这种形态的聚苯乙烯在受到冲击作用时——1.分散的橡胶相可以帮助分散吸收大量的冲击能量，使材料的抗冲击性能大大提高；2.刚硬的PS连续相继续保持材料原有的刚性（模量、强度），使之不至于因为橡胶的混入而明显下降；3.PS连续相的Tg也保证了共混材料的耐热性不受到橡胶分散相的影响。所以这种橡胶增韧的PS既大幅度提高了材料的韧性，又不降低材料的刚性和耐热性。102.改进光学性能要使两种透明的聚合物共混后仍保持透明，必须满足

8、以下两个条件之一：1）两种聚合物具有相同的折光指数；2）分散相的尺寸小于可见光的波长；只要满足任一个条件，光线在相界面上就