第2章高分子的聚集态结构.pptVIP

缨状微束的概念理解示意图第31页，共47页，星期日，2025年，2月5日折叠链模型：聚合物晶体中，高分子链以折叠的形式堆砌起来的。伸展的分子倾向于相互聚集在一起形成链束，分子链规整排列的有序链束构成聚合物结晶的基本单元。这些规整的有序链束表面能大，自发地折叠成带状结构，进一步堆砌成晶片。折叠链模型折叠链模型特点：聚合物中晶区与非晶区同时存在，同一条高分子链可以是一部分结晶，一部分不结晶；并且同一高分子链可以穿透不同的晶区和非晶区。第32页，共47页，星期日，2025年，2月5日2.2.3结晶能力和结晶度高聚物的每一个分子就好像是一根长长的线，通常情况下，它们互相杂乱无章地缠绕在一起，就像一团理不清的乱麻，被称为无规线团。高分子形成结晶的能力要比小分子弱得多。相当大的一部分高分子是不结晶或很难结晶的。能结晶的称为结晶性高分子，不能结晶的称为非结晶性高分子。要注意结晶性高分子与结晶高分子的区别，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯是结晶性高分子，但如果没有适当的结晶条件例如从熔体骤冷，得到的是非晶态，此时不能称为结晶高分子。也就是说结晶能力除了高分子的结构因素外还有温度等外界因素。第33页，共47页，星期日，2025年，2月5日第1页，共47页，星期日，2025年，2月5日研究高分子材料的性能单是研究分子结构是远远不够的，还必须了解这些分子是如何排列、堆砌起来的聚集态结构。事实上，聚合物的性能，特别是它们的物理性能在更大程度上决定于它的聚集态结构。物质是由无数分子组成的，这些分子聚在一起，会有不同的排列形式。分子堆砌在一起的结构就称为聚集态结构。小分子的个体小，变化比较单一，一般只有结晶和非晶两种状态，物质可以气态、液态和固态三种聚集态存在；高分子的相对分子质量很大，分子的组成不同，分子间的相互作用力不同，因此，分子链聚集在一起的形态也不同。它的聚集态结构就变得十分复杂。对于高分子化合物，并不存在气态。可以有液态和固态。高分子的聚集态主要有非晶态、晶态和取向态等。第2页，共47页，星期日，2025年，2月5日气态气相小分子物质的聚集态液态液相小分子物质的相态固态晶相粘流态非晶态晶态固态高聚物聚集态（力学、分子热运动特征分类）（热力学特征分类）★高聚物聚集态与小分子物质的聚集态、相态的对应关系第3页，共47页，星期日，2025年，2月5日聚集态结构对高分子材料的性能起着重要作用。这就要求我们在使用材料时，首先要选择好原材料，第二要控制好加工条件和方法。因为聚集态结构是在加工的过程中形成的。事实告诉我们对于同种高分子，由于其加工条件不同，其形成的聚集态就不同，产品的性能就不同。如缓慢冷却的对苯二甲酸乙二醇酯是脆性的，而快速冷却双轴拉伸的薄膜却是韧性非常好的薄膜材料。所以进一步了解分子的结构与聚集态的特征及它的形成条件与材料性能之间的关系是非常重要的，它可以指导我们有效地控制加工条件，以取得我们预期的材料的结构与性能。第4页，共47页，星期日，2025年，2月5日在讨论高分子的聚集态之前，我们必须先讨论一下分子之间的作用力问题。因为正是这种分子间的作用力，才使得无数相同的或不同的高分子聚集在一起成为有用的材料。所以说分子间作用力是分子从微观通向宏观聚集态的重要桥梁，对高聚物来说是至关重要的。然后介绍晶态聚合物、非晶态聚合物、液晶态聚合物和聚合物的取向结构以及聚合物共混物的结构。第5页，共47页，星期日，2025年，2月5日2.1聚合物分子间的相互作用 共价键 主价力（又称化学键）配位键 作用力的类型 离子键 金属键次价力（又称分子间力，包括：范德华力、氢键）★作用力的类型高分子链的形成主要靠主价力（共价键），高分子链聚集成高聚物主要靠次价力（分子间力）。第6页，共47页，星期日，2025年，2月5日★范德华力范德华力类型定义特点本质取向力极性分子永久偶极之间的静电相互作用产生的吸引力分子极性越大，取向力越大；温度高、距离大，取向力越小。范围：4.2×104～2