纤维结构和性能VIP免费

纤维结构2学时高分子链中含有很多的单键(Singlebond)，这些单键均可作内旋转，从而使高分子链很容易卷曲成各种不同形状。称为高分子链的柔顺性(FlexibilityFlexibility)。高分子链的柔顺性高分子链的柔顺性•主链结构Chainstructureofpolymer•侧基性质Sidegroupproperties影响柔顺性的因素影响柔顺性的因素高聚物的柔顺性取决于长链分子卷曲的程度，可用长链分子两端点间的直线距离，即末端距来度量。3柔性链及其末端距.avi分子链的构象及其柔顺性纯碳－碳单键的内旋转是完全的。高分子链中单键的内旋转受取代基及邻近部分的影响，具有很大的阻力。阻力小容易卷曲的称为柔顺链。flexibleflexiblechain阻力大不容易卷曲的称为刚性链。Rigidchain链段链段高分子中具有独立运动能力的最小部分叫做链段(Chainsegment)。一般包括十几到几十个链节(Chainlink)。柔顺性大，链段(Chainsegment)短。柔顺性小，链段(Chainsegment)长。主链结构主链结构全部由单键组成时，柔顺性好，属于柔顺链。－Si－O－Si－O－链柔顺性最大－C－O－C－O－链次之－C－C－C－C－链又次之含孤立双键(Isolateddoublebond)主链有孤立双键时，柔顺性比不含双键时好。比如聚异戊二烯橡胶(Isoprenerubber)含芳杂环Aromaticheterocyclic主链上有一定数量的芳杂环时，由于芳杂环不能内旋转，分子链的柔顺性很差。如聚甲基丙烯酸甲酯Polymethylmethacrylate（有机玻璃）含共轭双键(Conjugateddoublebond)含共轭双键的大分子链，不能内旋转，具有极大的刚性(Rigidity)。聚异戊二烯polyisoprene侧基性质极性(Polarity)越大，柔顺性越差侧基(Sidegroup)越大，柔顺性越差对称性(Symmetry)好，柔顺性好极性越大，柔顺性越差(Polarity)(flexibilityflexibility)聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯睛柔顺性依次递减：＞＞侧基越大，柔顺性越差(Sidegroup)(flexibilityflexibility)比如聚苯乙烯(Polystyrene)具有较大的苯基，内旋转困难，柔顺性差，性脆而硬。对称性好柔顺性好(Symmetry)(flexibilityflexibility)聚异丁烯(Polyisobutylene)的两个甲基在同一个碳原子上对称取代，其单键内旋转反而更容易，故柔顺性比聚丙烯(Polypropylene)更好共轭双键由于分子链整个形成共轭体系，造成旋转困难，故只有刚性而无柔性。如聚乙炔～CH＝CH－CH＝CH－CH＝CH－CH＝CH～聚苯～△常见高分子主链的柔性规律－O－＞－S－＞－N－＞－C≡C－C＞非共轭－C＝C－＞－C－O－＞－CH2－＞－C－＞－O－C－NH－＞NH－C－NH－▲取代基的影响（性质、体积、数量、位置）△取代基的性质对高分子链柔性的影响（极性）规律：极性↑，作用力↑，位能↑，内旋转↓，柔性↓。实例：取代基极性分子间力柔性刚性系数Tg(K)PolyethylenePE－H小小大1.63160PolyvinylchloridePVC－Cl3.32355PolyacrylonitrilePAN－CN大大小2.37369～OOOO纤维的超分子结构纤维的超分子结构高分子长链是曲曲折折的蜷曲形。有规则的蜷曲(折叠Fold)形成晶态，无规则的蜷曲形成非晶态；高分子的分子与分子堆砌在一起。成纤高聚物的结晶性能1.成纤高聚物多为结晶性的原因：纺丝成型和拉伸取向后，结晶度高，分子结构较稳定，耐热性高，纤维形状稳定；分子链间相互作用力较大，所以取向结晶后纤维强度高，模量高，同时具有较好的耐磨性及其它综合性能。无定型高聚物模量和强度较低，变形较大，耐热性差，尤其玻璃化转变温度低于40～60℃时无使用价值；当玻璃化转变温度超过60～80℃时，才有使用价值。2．影响结晶行为的主要因素（1）高分子链化学结构和空间结构的规整性（2）高分子链的活动性（柔曲性flexibilityflexibility）（3）高聚物的热力学性质(thermodynamicproperty)和结晶过程的动力学因素(结晶温度：Tg～Tm)ⅰ.低温时，分子链的活动性很小，结晶作用需要时间很长；ⅱ.温度太高时，分子链活动性太强，难以实现有序排列。3．结晶对纤维拉伸行为的影响结晶度高，纤维的拉伸性能可能降低；如聚丙烯（Polypropylene）的拉伸行为。高分子化合物的固体形态分晶体(Crystal)和非晶体(无定形体amorphous)两种。晶体高分子化合物在结晶时，分...