聚合物物理学 04 有序

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1、第四单元聚合物有序结构结晶过程成核增长增长二次结晶由一个晶核生长而成的晶体称为晶粒另一种结晶过程多晶体单晶体多个晶粒堆积而成一个晶格贯穿整个晶体4.1聚合物晶体结构结晶：结构单元（原子、分子、离子、链段）三维有序周期性排列处于结晶状态的物质称为晶体结晶单元构成的格子称为晶格晶格的最小单位均为平行六面体，称为晶胞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abcxyzabg晶胞可用六个参数描述aaaaaaaaa立方晶系(Cubicsystem)a=b=c,a=b=g=90简

2、单立方面心立方体心立方acaaca四方晶系Tetragonala=bc,a=b=g=90简单四方体心四方abccab斜方晶系Orthorhombicabc,a=b=g=90简单斜方底心斜方面心斜方体心斜方aaaaa三方(菱形)晶系Rhombohedrala=b=c,a=b=g90a=bc,a=b=90,g=120六方晶系Hexagonalacabcabcaa单斜晶系monoclinicabc,b=g=90a简单单斜底心单斜babcag三斜晶系triclinicabc,a

3、bg90七个晶系的晶格参数a=b=c,a=b=g=90a=bc,a=b=g=90abc,a=b=g=90a=b=c,a=b=g90a=bc,a=b=90,g=120abc,b=g=90aabc,abg90立方六方四方三方斜方单斜三斜聚合物在晶体中的构象1.能量最低原则2.周期最短原则平面锯齿构象CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CC0.154nm聚乙烯聚乙烯醇H0.24nmHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2C

4、H2H－NC＝OCH2CH2CH2CH2O＝CN－HCH2CH2CH2CH2CH2CH2H－NC＝OCH2CH2CH2CH2O＝CN－HCH2CH2CH2CH2CH2CH2H－NC＝OCH2CH2CH2CH2O＝CN－H尼龙体心斜方聚乙烯螺旋构象聚四氟乙烯CC0.154nm0.251nmF0.27nmF19以下每13个CF2转18019~30每15个CF2转18030以上无规转动CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2螺旋构象全同聚丙烯0.4nmC

5、H3CCCCCCCCCCCCCCHMHMHMHMHMHMHMHMMMMMMM每3个-CH2-CH-转一周CH3记作31或2*3/1HHHHHH=CH3,-C2H5,-CH=CH2,-OCH3,=-CH2-CH(CH3)-C2H5,2*7/2-CH(CH2)CH(CH3)22*4/1CH32*4/1等规聚丙烯（单斜晶系）ab3Å=9920’a=6.65Åb=20.96Åc=6.50Å4.2X光衍射法2dsinq=nlqdddqq光程差必须为波长的整倍数AOBAO=OB=dsinn为整数，一般为1Br

6、aggequation242dsinq=l平板照相法1.对一个确定的d，一定存在一个符合衍射条件2.一定能找到一组晶面符合，形成一个衍射环3.由衍射环可以求出该，进而求出d2dsin=l一般为0.154nm2样品X射线2XD样品X射线无定形样品的衍射一般出现于2~20处表明无定形样品中仍有4~5Å的近程序衍射仪法衍射仪主要由X射线机、测角仪、X射线探测器、信息记录与处理装置组成2d0012光源检测器样品1.对一个确定的d，一定存在一组晶面符合平行于表面2.一定能在某个

7、符合衍射条件3.在2处一定能观察到衍射峰，进而求出d2d0022d003强度111200220311222400331420422511,333443531600,44220304050607080901001102NaCl的粉末衍射图通过衍射仪直接得到强度随2变化的图形2>6称为广角X光衍射2>6称为小角X光扫描PET的WAXS谱图13001200110010009008007006005004003002001000234567891011121314152,degreeIn

8、tensity(a.u.)(020)(021)(011)(101)(110)(111)(130)(040)(312)(211)A(123)(100)(001)(001)(111)(110)原点原点a/2a/4(100)(200)(400)(440)(220)(110)(hkl)中括号代表一组互相平行、面间距相等的晶面。12152025302无规聚苯乙烯的衍射图无定形聚合物得到一个拱结晶聚合物有拱有峰30022021141031133032