《晶态和非晶态结构》PPT课件.ppt

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1、基本要求掌握内聚能密度的概念，内聚能密度大小与分子间作用力之间的关系；结晶度的概念、测定方法和计算方法；取向和解取向的概念、机理以及取向对高聚物性能的影响。理解晶体结构的基本概念，聚合物（聚乙烯、聚丙烯）的晶体结构，聚合物的结晶形态、晶态高聚物的结构模型；理解非晶态和液晶态高聚物的结构。掌握高分子合金相容性、形态和性能之间的关系。第二章高分子的凝聚态结构重点掌握内聚能密度的概念，内聚能密度大小与分子间作用力之间的关系；结晶度的概念、测定方法和计算方法；取向和解取向的概念、机理以及取向对高聚物性能的影响。难点正确理解和掌握聚合物的取向和解取向的概念、聚合物的结晶态和取向态之间的区别。理解晶态、

2、非晶态和液晶态高聚物的结构。物质的聚集态聚集态（Condensstate）是从分子热运动和力学状态来区分的物质的物理状态气态液态固态相态（Phasestate）是从热力学和结构特征来区分的物质的热力学状态晶相：远程、近程都有序液相：远程无序、近程有序气相：远程、近程都无序小分子的聚集态结构小分子的三个基本相态：晶态——固体物质内部的质点既近程有序，又远程有序（三维）。液态——物质质点只是近程有序，而远程无序。气态——分子间的几何排列既近程无序，又远程无序。小分子的两个过渡态：玻璃态——是过冷的液体，具有一定形状和体积，看起来是固体，但它具有液体的结构，不是远程有序的，因为温度低，分子运动被冻

3、结。分子在某一位置上定居的时间远远大于我们的观察时间。因而觉察不到分子的运动（古代欧洲教堂的玻璃上薄下厚）。液晶——这是一个过渡态，它是一种排列相当有序的液态。是从各向异性的晶态过渡到各向同性的液体之间的过渡态，它一般由较长的刚性分子形成。高聚物的聚集态结构除了没有气态，几乎小分子所有的物态它都存在，只不过要复杂得多。（晶态，液态，玻璃态，液晶态等。）注意！高聚物无气态，这是因为高聚物的分子量很大，分子间作用力很大，此分子间作用力大于分子中化学键的键能，高聚物在气化以前早已分解了，所以无气态。因而研究单个高分子的行为都是在稀溶液中进行的。聚合物的聚集态：指高聚物内部高分子链之间的几何排列和堆

4、砌结构，又称为超分子结构。聚合物晶态（晶相）非晶态（液相）玻璃态橡胶态粘流态固态液态取向态液晶态织态高聚物的聚集态结构由什么决定？（1）高聚物链的近程结构与远程结构（2）高聚物的成型加工条件如PET缓慢冷却时制品是脆性的，而迅速冷却并双轴拉伸的薄膜的韧性非常好。如PE、PP结晶而乙丙橡胶却是非晶全同立构的PP与无规立构的PP结晶性的差异高分子聚集态结构直接影响材料性能的因素，经验证明：即使有同样链结构的同一种高聚物，由于加工成型条件不同，制品性能也有很大差别。例如：缓慢冷却的PET（涤纶片）是脆性的；迅速冷却，双轴拉伸的PET（涤纶薄膜）是韧性很好的材料。高分子链结构高分子凝聚态结构聚合物的

5、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第一节高聚物分子间作用力高聚物无气态物质只有在破坏掉其分子间力时才会变为气态，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》共价键键能小分子间相互作用能<共价键键能以上各种分子间作用力共同起作用才使相同或不同分子聚集成聚合物；而聚合物的一些特性，如沸点、熔点、气化点、熔融热、溶解度、粘度和强度都受到分子间作用力的影响；因为分子间作用力与分子量有关，而高分子的分子量一般都很大，致使分子间的作用力的加和超过化学键的键能，所以一般聚合物不存在气态。所以我们不能用单一作用能来表示高分子链间的相互作用能，而

6、用宏观量：五、分子间作用力的表征内聚能内聚能密度内聚能∆E（cohesiveenergy）：把1mol的液体或固体分子移到其分子引力范围之外所需要的能量。∆E=∆Hv-RT∆Hv－－摩尔蒸发热RT－－转化为气体所做的膨胀功克服分子间的相互作用内聚能密度CED（cohesiveenergydensity）：单位体积的内聚能CED=∆E/VmVm－－摩尔体积CED越大，分子间作用力越大；CED越小，分子间作用力越小当CED<290J/m3,非极性聚合物分子间主要是色散力，较弱；再加上分子链的柔顺好，使这些材料易于变形实于弹性－－rubber当CED>420J/m3,分子链上含有强的极性基团或者形

7、成氢键，因此分子间作用力大，机械强度好，耐热性好，再加上分子链结构规整，易于结晶取向－－fiber当CED在290~420J/m3,分子间作用力适中－－plasticCED的求算方法最大溶胀比法最大极性粘度法高聚物内聚能密度高聚物内聚能密度J/cm3Cal/cm3J/cm3Cal/cm3聚乙烯25962聚甲基丙烯酸甲酯34783聚异丁烯27265聚乙酸乙烯酯36888天然橡胶28067聚氯乙烯38191聚丁二