高分子材料研究方法

《高分子材料研究方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、课程论文题目聚合物结晶的研究方法学院材料科学与工程学院专业高分子材料与工程姓名Lulay学号4201007日期2014/6/24成绩10聚合物结晶的研究方法摘要：高分子的凝聚态是指高分子链之间的几何排列和堆砌状态，包括固体和液体。如果高分子链本身具有必要的规整结构，同时给予适宜的条件（温度等）。就会发生结晶，产生晶体。高分子链可以从熔体结晶，从玻璃体结晶，也可以从溶液结晶。结晶性聚合物的结晶过程是在加工成形过程中结构演变的主要过程之一，是决定最终聚集态结构和制品性能的关键因素。深入研究聚合物的结晶理论和方法对聚合物材料的表征和生产工艺过程的

2、制定具有重要的指导意义。关键字：聚合物结晶形态结晶度结晶动力学1.聚合物结晶形态的研究方法聚合物的结晶过程是聚合物大分子链进行三维长程有序排列的过程。由于分子结构的不同及结晶条件（时间、温度、压力等）的差异；聚合物会出现不同的结晶形态。结晶形态主要有球晶、单晶、伸直链晶片、纤维状晶、串晶、树枝晶等。研究聚合物结晶形态的主要方法：偏光显微镜法、电子显微镜法，小角激光光散射法等，其中偏光显微镜法是常用的方法。1.1偏光显微镜研究聚合物的结晶形态用偏光显微镜研究聚合物的结晶形态是目前简便而直观的方法。聚合物结晶以后，聚合物的光学性质发生了各向异性

3、变化，因而可以利用偏光显微镜观察那些晶体尺寸较大的结晶形态。偏光显微镜的成像原理与一般生物镜的成像原理基本相似，所不同的是在光路中装有两个偏光镜。当自然光以一定角度入射时，由于球晶的双折射效应，入射光被分解成振动方向相互垂直的两条线偏振光，e光和o光，其中o光被全反射掉了，而e光射入。偏光显微镜中有两个偏光镜，一个装在载物台之下，称为下偏光镜，用来产生偏光又称起偏镜；另一个装在载物台之上的镜筒中，称为上偏光镜，被用来检查偏光的存在，故又称为检偏器。起偏镜光振动的方向常用PP表示，检偏镜光振动方向常用AA表示。凡装有两个偏光镜，且其振动方向是

4、互相垂直的就称作正交偏光镜。正交偏光镜间无样品时视域完全黑暗因为根据光学中马吕斯（Malus）定律：强度为Ia的偏振光透过检偏器后，透射光的强度（不考虑吸收）为，其中，a是起偏振器和检偏振器两个振动方向间夹角，在正交偏光系统中a=90°，即透射光的强度I为010，因此由起偏镜过来的偏振光不能透过检偏器，视野黑暗。当正交偏光镜的载物台放置各种同性的物体时，由于各向同性物的折射率只有一个，不发生双折射，也不改变入射偏光的振动方向，因此由起偏镜透出的振动方向为PP的偏光，通过样品时不改变原来的振动方向，与检偏镜的振动方向AA垂直，故不能透出检偏镜

5、，视野也是黑暗的。当载物台上放置晶体样品时，因为晶体都是光学各向异性体（立方晶除外）光波入射时发生双折射，产生与晶体光轴平行和垂直的两种偏光K1和K2，且由于折射率不同，K1、K2之间产生一定的光程差。设K1、K2两种偏光的振动方向与检偏镜的振动方向AA斜交，故K1、K2进入检偏镜时，再度发生分解形成与检偏镜振动方向AA互相平行和垂直K1¢、K2¢，和K1²、K2²，四种偏光，其中K1²、K2²的振动方向垂直于检偏镜的振动方向AA，根据马吕斯定律，不能透过检偏镜；而K1¢、K2¢的振动方向平行于检偏镜的振动方向AA，可以完全透过检偏镜，后因

6、频率相同，有固定的光程差；在同一平面内振动，因而互相干涉到目镜，便使我们得以观察到晶体的形态。球晶在正交偏光显微镜下出现Maltasz十字的现象可以通过图1来解释，图中起偏镜的方向垂直于检偏镜的方向(正交)，设通过起偏镜进人球晶的偏振光的电矢量OR即偏振光的振动方向沿OR方向，偏振光OR通过与分子链发生作用，分解为平行于分子链的h和垂直于分子链的e两部分，由于折射率不同，两个分塑之间有一定的相差，显然e和h不能全都通过检偏镜，只有振动方向平行于检偏镜方向的分量OF和OE能够通过检偏镜。由此可见，在起偏镜的方向上，h为零,OR=e；在检偏镜方

7、向上，e=0，OR=h;在这些方向上分子链的取向使偏振光不能透过检偏镜，视野呈黑暗，形成Maltase十字。图1球晶中双折射示意图10此外，在有的情况下，晶片周期性地扭转，从一个中心向四周生长。这样，在偏光显微镜中就会看到由此而产生的一系列消光同心圆环。大多数情况下，偏光显微镜下观察到的球晶形态不是球状，而是一些不规则的多边形。这是由于许多球晶以各自的任意位置的晶核为中心，不断向外生长，当增长的球晶和周围相邻球晶相碰时，则形成任意形状的多面体。体系中晶核越少，球晶碰撞的机会愈小，球晶可以长的很大；相反，则球晶长不大。同时该法也可研究聚合物的

8、结晶动力学。1.2电子显微镜研究聚合物的结晶形态电子显微镜有很多类型，主要有投射电子显微镜和扫描电子显微镜两大类。电子显微镜力求观察更小的物体结构、更小的实体、甚至单个原子，并获