高分子物理-第二章高分子的凝聚态结构ppt课件.ppt

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1、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)高分子的凝聚态结构：指高分子链之间的排列和堆砌结构。它包括晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构。主要内容晶态非晶态：只要求了解争论焦点取向态:纤维和薄膜必不可少的加工过程，了解取向因子的含义和掌握取向度的测定方法具有十分重要的意义。液晶态：功能高分子微观结构：结构

2、模型形貌：各种晶体的形态和形成条件结晶度的测定2.2晶态聚合物结构二、晶态结构判断是否结晶最重要的实验证据是什么？X-射线衍射仪：衍射花样、衍射曲线图2射线射入晶体的干涉衍射图样x射线是一种波长比可见光波长短很多倍的电磁波。x射线射入晶体后，晶体中按一定周期重复排列的大量原子产生的次生x射线会发生干涉现象。在某些方向上，当光程差恰好等于波长的整数倍时，干涉增强、称作衍射，如图所示衍射条件：按布拉格方程式2dsin＝n当入射x射线波长一定时，对于粉末晶体，因为许多小的微晶具有许多不同的晶面取向，所以，可得到以样品中心为共同顶点的一系列x射线衍射线束，而锥形光束的光轴就是

3、入射X射线方向，它的顶角是4θ。如果照相底片垂直切割这一套圆锥面，将得到一系列同心圆，见右图。如用圆筒形底片时，得到一系列圆弧。入射线衍射线试样照相底片照相底片上的德拜环图3（a）非晶态PS的衍射花样（b）晶态等规PS图3可以看出，等规立构PS既有清晰的衍射环（同心圆——德拜环），又有弥散环，而无规立构PS仅有弥散环或称无定形晕等规立构PS既有尖锐的衍射峰，又有很钝的衍射峰。通常，结晶聚合物是部分结晶的或半结晶的多晶体，既有结晶部分，又有非晶部分，个别例外图4等规PS的衍射曲线BACED211220300410311330321222421(Ia)20强度2θ2）晶体具有

4、固定的熔点；3）晶体具有各向异性;三、晶体结构的基本概念晶体的特性1）晶体具有规则的几何外形；晶体的微观结构：晶格：能抽象描述晶体内部结构的空间格子，叫晶格（或点阵）晶格晶胞和晶系晶胞：代表晶体结构的基本重复单位(平行六面体)abgabc晶胞参数：晶胞的边长和夹角。七大晶系SystemAxesAxialanglesCubica=b=c===90Hexagonala=bc==90;=120Tetragonala=bc===90Rhombohedrala=b=c==90Orthorhombicabc===90Monoc

5、linicabc==90;90Triclinicabc90立方晶系六方晶系四方晶系三方晶系正交晶系单斜晶系三斜晶系晶面和晶面指数四、聚合物的晶体结构等同周期(或称纤维周期)：高分子晶体中，在c轴方向化学结构和几何结构重复单元的距离。一般将分子链的方向定义为c轴,又称为主轴在晶态高分子中，分子链多采用分子内能量最低的构象，即孤立分子链在能量上最优选的构象。PE的晶胞结构Planarzigzagconformation通过实验和计算PE的等同周期c=0.253nm,即每个等同周期中含有一个结构单元（排入到格子中的质点就是单体的重复单元）每

6、一个晶胞中含有单体单元的数目是2正交晶系PP的晶胞结构通过实验和计算PE的等同周期c=0.65nm,相当于三个单体单元转了一圈形成的螺矩，即每个等同周期中含有三个结构单元每一个晶胞中含有单体单元的数目是12单斜晶系由于结晶条件的变化，引起分子链构象的变化或者链堆积方式的改变，则一种聚合物可以形成几种不同的晶体。聚乙烯的稳定晶型是正交晶系，拉伸时则可形成三斜或单斜晶系。其他在结晶中分子链取平面锯齿形构象的聚合物还有脂肪族聚酯、聚酰胺、聚乙烯醇等。实验证明，等规PP的分子链呈螺旋状结构，注意晶胞密度：其中:M----结构单元分子量Z----单位晶胞中单体(即链结构单元)的数目

7、V----晶胞体积NA----为阿佛加德罗常数高分子结晶的特点1、晶胞由链锻组成2、高分子链在多数情况下以折叠链片晶形态构成高分子晶体3、高分子晶体的晶胞结构重复单元有时与其化学重复单元不相同。4、结晶不完善5、结构的复杂性及多重性五、高分子的结晶形态单晶、多晶、非晶、准晶的概念：区别的依据：质点数目一定距离一定在空间的排列方式一定长程有序：短程有序：秩序；包括三个方面指围绕某一质点的最邻近质点的配置有一定指质点在一定的方向上，每隔一定的距离，周期性的重复出现的规律。物质内部的质点（分子、原子、离子）在空间的排列是否具有短程有