第三章 聚合物的结晶态VIP免费

第三章第三章聚合物的结晶态聚合物的结晶态一、结晶聚合物的球晶和单晶一、结晶聚合物的球晶和单晶二、高聚物晶态结构的模型二、高聚物晶态结构的模型三、聚合物的结晶过程三、聚合物的结晶过程四、结晶聚合物的熔融和熔点四、结晶聚合物的熔融和熔点五、结晶度对聚合物物理和机械性能的影响五、结晶度对聚合物物理和机械性能的影响1.11.1基本概念基本概念•11、、小分子晶体：当物质内部的质点（原小分子晶体：当物质内部的质点（原子、分子、离子）在三维空间是周期性的子、分子、离子）在三维空间是周期性的重复排列时，该物质为晶体。重复排列时，该物质为晶体。•22、晶态高聚物：是由晶粒组成，晶粒内部、晶态高聚物：是由晶粒组成，晶粒内部具有三维远程有序结构，但呈周期性排列具有三维远程有序结构，但呈周期性排列的质点不是原子，整个分子或离子，而是的质点不是原子，整个分子或离子，而是结构单元。结构单元。一、结晶聚合物的球晶和单晶一、结晶聚合物的球晶和单晶•33、、空间格子（空间点阵）空间格子（空间点阵）•把组成晶体的质点抽象成为几何点，由这把组成晶体的质点抽象成为几何点，由这些等同的几何点的集合所以形成的格子，些等同的几何点的集合所以形成的格子，称为空间格子，也称空间点阵。称为空间格子，也称空间点阵。•点阵结构中，每个几何点代表的是具体内点阵结构中，每个几何点代表的是具体内容，称为晶体的结构单元。容，称为晶体的结构单元。•所以，所以，晶体结构晶体结构==空间点阵空间点阵++结构单元结构单元•44、、晶胞——在空间格子中划分出余割大晶胞——在空间格子中划分出余割大小和形状完全一样的平行六面体以代表晶小和形状完全一样的平行六面体以代表晶体的结构的基本重复单位。这种三维空间体的结构的基本重复单位。这种三维空间中具有周期性排列的最小单位称为晶胞。中具有周期性排列的最小单位称为晶胞。•直线点阵——分布在同一直线上的点阵直线点阵——分布在同一直线上的点阵•平面点阵——分布在同一平面上的点阵平面点阵——分布在同一平面上的点阵•空间点阵——分布在三维空间的点阵空间点阵——分布在三维空间的点阵晶胞•44．．晶胞参数——描述晶胞结构的参数晶胞参数——描述晶胞结构的参数有有66个：个：平行六面体的三边的长度：平行六面体的三边的长度：aa、、bb、、cc平行六面体的三边的夹角：平行六面体的三边的夹角：,,•55．．晶系（七个）晶系（七个）立方：立方：六方：六方：四方（正方）：四方（正方）：三方（菱形）：三方（菱形）：斜方（正交）：斜方（正交）：单斜：单斜：三斜：三斜：090,cba00120,90,cba.90,0cba090,cba090,cba0090,90,cba090,cba立方四方三方（菱形）六方11、、平面锯齿结构平面锯齿结构（（planezigzagplanezigzag））•没有取代基（没有取代基（PEPE）或取代基较小的（）或取代基较小的（polyesterpolyester，，polyamidepolyamide，，POMPOM，，PVAPVA等）的碳氢链，为了等）的碳氢链，为了使分子链取位能最低的构象，并有利于在晶体中使分子链取位能最低的构象，并有利于在晶体中作紧密而规整的堆砌，所以分子取全反式构象，作紧密而规整的堆砌，所以分子取全反式构象，即：取平面锯齿形构象（即：取平面锯齿形构象（P.ZP.Z）。）。1.21.2常见结晶聚合物中晶体的晶胞常见结晶聚合物中晶体的晶胞例如例如：：PEPEPEPE构象（平面锯齿）构象（平面锯齿）晶系：晶系：斜方（正交）晶系斜方（正交）晶系•晶胞俯视图晶胞俯视图每个平面内有每个平面内有1+1/4×4=21+1/4×4=2个结构单元个结构单元（中间的一个是晶胞独有的，顶点上的是（中间的一个是晶胞独有的，顶点上的是44个晶胞共有的，每个晶胞只能算个晶胞共有的，每个晶胞只能算1/41/4，四个，四个点为点为11个）。个）。•晶胞立体图晶胞立体图22、、螺旋形结构螺旋形结构（（HelixHelix））•具有较大的侧基的高分子，为了减小空间具有较大的侧基的高分子，为了减小空间阻碍，降低位能，则...