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(1) 结晶结构—聚合物中结晶部分的结构 (2) 非晶(无定形)结构 (3) 液晶结构 (4) 取向结构 (5) 共混结构 2.1 聚合物分子间的作用力 次价力 小分子物质 1/10 ~ 1/100 原子间作用力 C-C C-H键 80 ~ 90kcal/mol 乙烯分子间作用力 10kcal/mol 高分子结构单元数多 分子间作用力 化学键 内聚能: 把1mol分子聚集在一起，或1mol分子(液、固) 克服分子间作用力而分离所需要的能量（J/mol) 2.2? 结晶聚合物的形态和结构 2.2.1 概述 晶体：物质内部的质点(可以是原子、分子、离子)在 三维空间呈周期性重复排列 结晶聚合物由许多晶粒组成，外表看不到结晶形态， X-射线衍射呈现特殊图象 高分子是长链分子，呈周期性排列的质点是大分子链中 的结构单元 晶胞：在空间格子中，可找出一个具有周期性排列的， 大小与形状相等的，体积最小的平行六面体， 这个最小单位格子用以表示晶体结构的基本单元。 结晶形态学研究对象：单个晶粒的大小、形状以及它们的聚 集方式。 研究手段：广角X-射线衍射，偏光显微镜，电子显微镜。 研究较多的结晶形态有： 折叠链片晶(及由此生成的单晶，树枝晶和球晶等多晶体） 串晶 伸直链片晶 纤维晶等 (1)单晶 形成条件：一般是在极稀的溶液中(浓度约0.01～0.1%)缓慢 结晶形成的。在适当的条件下，聚合物单晶体还可以在熔体 中形成。 a. 得到高分子单晶的条件相当苛刻； b. 高分子单晶一般呈薄片状，厚度通常为100nm,形状则随 聚合物而变； c. 分子链的取向与片晶表面垂直，具有清晰的电子衍射花样。 (2) 球晶 聚合物最常见的结晶形态 形成条件：从熔体冷却结晶或从浓溶液中析出，不存在应 力和流动的情况下形成 特征：外形呈球状，其直径通常在0.5～100微米之间，具有径向对称晶体的性质，可以在正交偏光显微镜下可呈现典型的Maltese黑十字图象消光环图象。 实际聚合物晶区和非晶区共存 结晶度 结晶度：结晶的程度，就是结晶部分的重量或体积对全体 重量或体积的百分数 重量结晶度： 体积结晶度： (1) X-射线衍射法 测得总散射强度，它是整个空间物质散射强度之和，只与初 级射线的强度、化学结构、参加衍射的总电子数即质量多少 有关，而与样品的序态无关。 从衍射图上将结晶散射和非结晶散射分开的话，则结晶度即 是结晶部分散射对散射总强度之比。 (2) 密度法 假定在结晶聚合物中，结晶部分和非结晶部分并存。如果能 够测得完全结晶聚合物的密度(ρc)和完全非结晶聚合物的 密度(ρa)，则试样的结晶度可按两部分共存的模型来求得。 如果根据体积加和性去求得试样的比体积V(ml/g)： vc——完全结晶聚合物的比容(ml/g) va——完全无定形聚合物的比容(ml/g) 则质量结晶度为： 如果考虑质量的加和性，则: ρ——试样的比重(g/ml) ρa——完全无定形聚合物的密度(g/ml) ρc——完全结晶聚合物的密度(g/ml) 则体积结晶度: (3)差示扫描量热法(DSC法) 根据结晶聚合物在熔融过程中的热效应去求得结晶度的方法。 2.2.5 结晶对聚合物性能的影响 (1) 密度与光学性能 2.3 聚合物的非晶态结构 非结晶性聚合物在任何条件下都处于非晶态。结晶聚合物 在结晶条件不合适时也处于非晶态。即使结晶，也总有一部分 非晶态。 接枝共聚物是应用最广的聚合物相容剂，按照其相容作用机理，可以分为非反应型和反应型两种。 非反应型：大多为A-B型结构，即为要共混聚合物A和聚合物B的接枝共聚物，少数为A-C或C-D型(C、D分别表示与B和A相容的聚合物)接枝共聚物。 反应型：接枝含活性基团(如羧酸、环状酸酐、环氧、口恶唑啉、酰亚胺类等)的聚合物。 聚烯烃接枝马来酸酐为工业应用最广的接枝共聚物相容剂，在聚烯烃/尼龙、聚烯烃/聚酯等共混物的制备中有良好应用。 两组分互容 两组分不互容，分相 大多数高分子合金体系 增(相)容剂：改善两组分相容性的助剂 无规共聚物 接枝共聚物 嵌段共聚物 聚合物相容剂 聚合物相容剂的作用:使分散相分散成细小的微粒，存在于连续相中，并达到稳定态。 近程相互作用实验