第2章 聚合物的凝聚态结构-1.pptVIP

Maltese Cross in Isotactic Polystyrene 偏光显微镜观察 Maltese Cross的形成原因 Maltese Cross 偏光显微镜下球晶的生长 0s 30s 60s 90s 120s The growth of spherulites 电镜观察的球晶结构 Spherulite model and the Microscopy of PE spherulite 球晶模型及PE球晶的电镜照片 小角激光光散射法(SALS) 它适于研究尺寸为几百纳米至几十微米的结构 小角激光光散射（小尺寸球晶）： Hv图：四瓣 Vv图：两瓣 也可以采用EM观察 控制球晶大小的方法 （1） 控制形成速度：将熔体急速冷却，生成较小的球晶；缓慢冷却，则生成较大的球晶。 （2）采用共聚的方法：破坏链的均一性和规整性，生成较小球晶。 （3）外加成核剂：可获得小甚至微小的球晶。 球晶的大小对性能有重要影响：球晶大透明性差、力学性能差，反之，球晶小透明性和力学性能好。 三、其他结晶形态 1、树枝状晶：溶液中析出，低温或浓度大，分子量大时生成。 2、纤维状晶：存在流动场，分子链伸展并沿流动方向平行排列。 3、串晶：溶液低温，边结晶边搅拌。 4、柱晶：熔体在应力作用下冷却结晶。 5、伸直链晶：高压下熔融结晶，或熔体结晶加压热处理。 串晶 shish-kebab structure Folded chain Extended chain 2.1.4 高分子聚集态结构的模型 小分子晶体中重复单元的排列 长链大分子如何排列？ 一、 缨状微束模型(二相模型） Folded Chain model 1、近邻规则折叠链模型 二、 折叠链模型 1957年 Keller 提出 2、近邻松散折叠 - Folded Chain model Fishier 提出 跨层折叠链模型 用于解释多层片晶结构 三、 Flory 插线板模型 Flory 提出 四、隧道－折叠链模型 各种结晶模型均有片面性，隧道－折叠链模型其实是上述模型的综合 2.1.5 结晶度和晶粒尺寸、片晶厚度 Buoyancy method 密度法 Differential scanning calorimetry 差式扫描量热法 X-ray diffraction X射线衍射法 Infrared spectroscopy 红外光谱法 密度结晶度 差式扫描量热结晶度 X射线结晶度 红外光谱结晶度 2.1.5.1 结晶度 (i) 体积结晶度 一、密度法 (ii) 重量结晶度 v: 比容，密度的倒数 计算 由文献查得涤纶树脂的密度ρc=1.50×103kg.m-3和ρa=1.335×103kg.m-3，内聚能ΔE=66.67KJ.mol-1（单元），今有一块1.42×2.96×0.51×10-6m3涤纶试样，重量为2.92×10-3kg,试由以上数据计算： （1）涤纶树脂试样的密度和结晶度；（2）涤纶树脂的内聚能密度；（3）涤纶树脂的溶度参数。 解：（1）ρ=w/ν=2.92×10-3kg/1.42×2.96×0.51×10-6m3 =1.36×103kg/m3=1.36g/cm3 Xvc=(ρ-ρa)/(ρc-ρa)=1.36-1.335/1.50-1.335×100%=15.15% Xwc=ρc/ρ ·(ρ-ρa)/(ρc-ρa)×100%=16.71% （2）-[-CO-Ph-CO-OCH2CH2-O-]- 分子量Mo=192 V=192g.mol/1.36g/cm3=141.18cm3/mol CED=ΔE/V=66.67KJ/mol/141.18cm3/mol=0.4722KJ/cm3 （3）δ=(CED)1/2=(0.4722KJ/cm3)1/2=21.73(J/cm3)1/2 二、 X射线衍射法Wide-angle X-ray diffraction (WAXD) X-ray Diffraction Pattern X-ray instrument Soller slit – Soller狭缝 2? Scan 无规聚丙烯和等规聚丙烯的X-ray图 无规聚丙烯 弥散圆 等规聚丙烯 弥散圆和衍射环共存 WHY? 三、 差式扫描量热法Differential scanning calorimetry - DSC DSC is a technique which is par