聚合物的凝聚态结构03833.ppt

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1、第三章高分子的凝聚态结构TheAggregationStateofPolymers3.1内聚能密度与溶度参数3.2非晶态3.3晶态3.4取向态3.5液晶态3.6共混高聚物的织态结构3.5高分子液晶PolymerLiquidCrystal一些物质的结晶结构受热熔融或被溶剂溶解后，表观上虽然变成了具有流动性的液体物质，但结构上仍保持着晶体结构特有的一维或二维有序排列，形成一种兼有部分晶体和液体性质的过渡状态，从而在物理性质上呈现出各向异性，这种中间状态称为液晶态。其所处状态的物质称为液晶。高分子液晶的分类1）根据形成条件的不同

2、分为：热致型液晶，溶致型液晶，压致型液晶2）按液晶基元所在位置分类：主链型、侧链型3）根据液晶分子排列方式和有序性分类分为：近晶型、向列型和胆甾型4）按来源分：天然高分子液晶和合成高分子液晶液晶态的表征偏光显微镜Polarized-lightmicroscopy——利用液晶态的双折射现象，观察其织构，测定其转变温度。差示扫描量热法DSC-Differentialscanningclarometry——测定液晶相变时的热效应及相转变温度。X射线衍射X-raydiffraction织构：三类液晶在偏光显微镜下会出现特征的图案，

3、称为织构。织构是由于分子的连续取向出现缺陷（称为向错)引起的。向列型——纹影织构（四黑刷或两黑刷）近晶型——扇型织构胆甾型——指纹状织构液晶的织构纹影织构（shlierentextrue）向列相液晶态可形成带有黑带又称为黑刷子的纹影结构图象。这类织构，不出现在向列相，出现在近晶相。●扇形焦锥织构（focalconicfantextues）(a)图为近晶SA相的完整扇形焦锥织构；(b)图为近晶SB相的完整扇形焦锥织构；●边缘织构(themarbledtexture)图(a)、(b)是典型向列液晶相的边缘织构，多在边缘区观察到

4、。液晶板块织构SB相SB相SE相●板块织构它出现在近晶B和高有序液晶态及结晶态。●手性液晶态的织构在胆甾相（手性向列相）中，手性的存在使邻近分子排列发生扭曲，形成尺寸很大的螺旋结构，对特定波长光有选择反射，使白光色散出现鲜艳色彩。图(a)是偏振光沿着螺旋方向（即光轴、法线）方向入射时，观察不到螺旋效应的层线织构；图a.手性液晶态层线织构;b.手性液晶态指纹织构(b)是偏振光与螺旋方向存在较大角度时，所观察到的指纹织构。手性液晶光学织构中黑十字中心不重合手性近晶相，由于手性产生的光学活性表现在黑十字中心不完全重合。条带织构大

5、多数液晶高分子在受到剪切力作用时，会形成条带织构。条带方向与剪切方向垂直。高分子链在剪切作用下取向，停止剪切后分子链回缩成波浪形或锯齿形结构，在偏光显微镜下发生规则消光，出现条带织构。粉末型聚合物样品X射线衍射图●高分子液晶粉末衍射图中可以观察到一个是内环（对应于衍射角小于10度的响应），另一个是“外环”（对应于衍射角大于10度的响应）一般内环给出分子的长度信息，外环给出分子的宽度信息。●向列相与近晶相的主要区别在于内环,如内环弱而弥散，说明样品的有序度低是向列相；反之，一个乃至多个尖锐而清晰的内环说明样品的有序度高，是近

6、晶相层状结构的反映。X射线衍射随着液晶相有序程度的提高,小角衍射区的衍射峰出现并愈发尖锐，20度大角区衍射峰也变得尖锐起来。下图是一个侧链型液晶高分子在不同相态时的X射线衍射曲线：液晶原位增强聚合液晶纺丝：在低牵伸倍数下获得高度取向、高性能纤维。液晶显示LCD-Liquidcrystaldisplay液晶聚合物的性质和应用液晶的应用液晶的流变性和液晶纺丝解决了高浓度必然伴随高粘度的问题。溶致性液晶聚芳酰胺——液晶纺丝在低牵伸倍数下获得高度取向、高性能纤维避免在高倍拉伸时产生内应力和受到损伤。液晶显示LCD-Liquidcr

7、ystaldisplayV液晶显示原理向列型高分子液晶——显示和信息储存材料纤维素等天然高分子——胆甾型溶致液晶，具有独特的光学性质，测温分类按液晶核的排列分按液晶基元所在位置分按液晶的形成条件分棒状盘状向列相N：只有方向序无位置序近晶A相SA：有位置序和方向序近晶C相SC：有位置序和方向序且既有层面的法向方向又有晶核的共分方向柱相向列相(DiscoticN)DN有序程度SC>SA>N主链液晶主侧链液晶侧链液晶热致液晶：液晶物质加热熔融形成的液晶。溶致液晶：液晶物质溶于溶剂所得到的液晶。小结多组分聚合物又称高分子合金（po

8、lymeralloy,polymerblend），在该体系中存在两种或两种以上不同的聚合物，不论组分是否以化学键相连接.◆其特点是：制备简易、综合性能好，性能可通过组分调节。高分子混合物增塑高聚物-高分子+增塑剂填充高聚物-高分子+填充剂物理共混物化学共混物互穿聚合物网络IPN惰性填充剂－碳酸钙、陶土等