高分子物理结晶.ppt

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1、第三章高分子链的聚集态结构一、高聚物分子间的相互作用二、晶态高聚物的结构特征三、高聚物的结晶过程四、高聚物的结晶热力学五、高聚物的取向态结构六、共混高聚物的织态结构凝聚态(聚集态)与相态凝聚态：物质的物理状态,是根据物质的分子运动在宏观力学性能上的表现来区分的,通常包括固、液、气体（态），称为物质三态相态：物质的热力学状态，是根据物质的结构特征和热力学性质来区分的，包括晶相、液相和气相（或态）一般而言，气体为气相，液体为液相，但固体并不都是晶相。如玻璃(固体、液相)高分子凝聚态高分子链之间的几何排列和堆

2、砌状态高分子凝聚态液体固体液晶态取向态织态结构晶态非晶态高分子链结构高分子凝聚态结构聚合物的基本性能特点直接决定材料的性能高分子材料的成型条件高分子的聚集态结构高分子的聚集态结构是指高分子链之间的排列和堆砌结构，也称为超分子结构。高分子的链结构是决定高聚物基本性质的主要因素，而高分子的聚集态结构是决定高聚物本体性质的主要因素。对于实际应用中的高聚物材料或制品，其使用性能直接决定于在加工成型过程中形成的聚集态结构。链结构只是间接影响高聚物材料的性能，而聚集态结构才是直接影响其性能的因素。链结构是在高分子的合

3、成过程中形成的，而聚集态结构是在高分子加工、成型过程中形成的。小分子的共价键和次价键共价键键能:100-900kJ/mol范德华力作用能:0.8-21kJ/mol偶极力：13-21kJ/mol诱导力：6-13kJ/mol色散力：0.8-8kJ/mol氢键：≦40kJ/mol小分子间相互作用能<共价键键能§一、高聚物分子间的相互作用主价力（化学键联结）相互作用次价力（范德华力和氢键）次价力——非键合原子或基团间的作用力1—1次价力静电力：极性分子/极性分子间的作用力作用强度13~21千焦/摩尔诱导力：极性分

4、子/非极性分子间的作用力作用强度6~13千焦/摩尔色散力：非极性分子/非极性分子间的作用作用强度1~8千焦/摩尔X——H键上的H原子与另一个电负性很大的原子Y之间的作用力电负性：原子在化学键中捕获电子的能力（H：2.1O：3.5N：3.0F：4.0）作用强度：15~35千焦/摩尔特点：有方向性和饱和性X——H——Y氢键常见氢键的键长与键能氢键键长（nm）键能（kJ/mole）F—H…F0．2428O—H…O0．2718．8～34．3N—H…F0．2820．9N—H…O0．2916．7N—H…N0．315．

5、44O—H…Cl0．3116．3C—H…N13．7～18．2讨论高聚物有无气态？为什么？高分子间的相互作用非常大高分子的特点：大其中的链单元数：103～105链单元间的相互作用小分子间的相互作用高聚物气化所需的能量》破坏化学键所需的能量不可能用蒸馏的方法来纯化聚合物高分子间相互作用能》共价键键能1—2次价力的度量内聚能密度：CED=△E/V△E为1克分子凝聚体汽化时所吸收的能量V为克分子体积次价力的作用强度~主价力的1/10次价力的作用强度与分子量有关分子量很大时化学键会先发生断裂次价力的影响CED<70

6、cal/cm3（290J/cm3）分子链间相互作用小分子链柔软、宏观为橡胶材料CED>100cal/cm3（400J/cm3）分子链间相互作用大分子链硬、宏观为纤维材料CED介于之间、宏观为塑料线型高聚物的内聚能密度聚合物内聚能密度（J/cm3）性状聚乙烯聚异丁烯天然橡胶聚丁二烯丁苯橡胶259272280276276橡胶状物质聚苯乙烯聚甲基丙烯酸甲酯聚醋酸乙烯酯聚氯乙烯305347368381塑料聚对苯二甲酸乙二醇酯尼龙66聚丙烯腈477774992纤维2.2.1晶体结构的基本概念把组成晶体的质点抽象成为

7、几何点，由这些等同的几何点的集合所以形成的格子，称为空间格子，也称空间点阵。点阵结构中，每个几何点代表的是具体内容，称为晶体的结构单元。晶体结构=空间点阵+结构单元晶体:物质内部的质点三维有序周期性排列点阵直线点阵——分布在同一直线上的点阵平面点阵——分布在同一平面上的点阵空间点阵——分布在三维空间的点阵晶胞晶胞和晶系1,晶胞:空间格子中划出的大小和形状完全一样的平行六面体，以代表晶格结构的基本重复单元，这种在三维空间中具有周期性排列的最小单位2,晶胞参数：a,b,c和,,3,晶系：七种晶胞类型构成

8、晶系晶系晶系晶胞参数立方a=b=c===90六方a=bc==90;=120四方a=bc===90三方(菱形）a=b=c==90斜方(正交)abc===90单斜abc==90;90三斜abc90a,b,c–晶胞的晶轴长度=bc=ac=ab2.2.2晶态高聚物的结晶结构结晶结构——高聚物在十分之几nm的范围内的结构包括构象和