聚合物的晶态结构2.62.6.1聚合物晶态结构聚合物聚集态结构:在分子间力作用下大分子相互敛聚在一起形成的组织结构聚合物聚集态特点:√聚合物晶态包含一定量的非晶相√聚集态结构与分子链本身结构、外界条件有关:结构简单、规则,分子链短,分子间作用力强,降温速率,应力聚合物的结晶特征:结晶为分子结构、结晶速度慢、结晶具有不完整性、晶内存在大量缺陷聚合物晶体形态:1、单晶 2、球晶3、树枝状晶4、串晶5、伸直链晶
2.6 聚合物的晶态结构 聚合物聚集态结构:在分子间力作用下大分子相互敛聚在一起形成的组织结构 聚合物聚集态特点: ✓ 聚合物晶态包含一定量的非晶相 ✓ 聚集态结构与分子链本身结构、外界条件有关: 结构简单、规则,分子链短,分子间作用力强,降温速率,应力 聚合物的结晶特征:结晶为分子结构、结晶速度慢、结晶具有不完整性、晶内 存在大量缺陷 聚合物晶体形态: 1、单晶 2、球晶 3、树枝状晶 4、串晶 5、伸直链晶 2.6.1 聚合物晶态结构
(1)单晶浓度0.01%的聚乙烯溶液缓慢冷却生成棱形片状的片晶。横向尺寸几微米到几十微米,厚度10nm左右PE单晶单晶电子衍射图(2)球晶特征:外形呈圆球形,直径0.5~100微米数量级。形成条件:从浓溶液析出,或从熔体冷结晶时形成。在偏光显微镜下可呈现黑十字消光图像和消光同心环现象。聚苯乙烯聚乙烯
PE单晶 浓度0.01%的聚乙烯溶液缓慢冷却生成棱形片状的片晶。横向尺寸几微米到几十微米,厚度 10nm左右 单晶电子衍射图 (1) 单晶 特征:外形呈圆球形,直径0.5~100微米数量级。 形成条件:从浓溶液析出,或从熔体冷结晶时形成。 在偏光显微镜下可呈现黑十字消光图像和消光同心环现象。 (2) 球晶 聚苯乙烯 聚乙烯
球晶模型及PE球晶的电镜照片片品折叠链一系带分子一无冠形材料品体衣的球晶生长过程1》成核初始是一个多层片晶,逐渐向外张开生长,不断分叉,经捆束状形式,最后形成填满空间的球状外形>球晶由许多径向发射的长条扭曲晶片组成多晶聚集体
球晶模型及PE球晶的电镜照片 ➢ 成核初始是一个多层片晶,逐渐向外张开 生长,不断分叉,经捆束状形式,最后形成填 满空间的球状外形 ➢ 球晶由许多径向发射的长条扭曲晶片组成 多晶聚集体 球晶生长过程
(3)树枝状晶溶液浓度较大(一般为0.01~0.1%),低温下结晶时,高分子扩散成为结晶生长的控制因素,在突出棱角上的生长速度更快,倾向于树枝状地生长ur3.53.82.5?Z.(4) 串晶Folded chain边搅拌边结晶中心脊纤维+折叠附晶链搅拌越快,中心直链晶比例越大,熔点越高,力学性能越强Extendedchain
溶液浓度较大(一般为0.01~0.1%),低温下结晶时,高分子扩散成为结晶生长的控制因素, 在突出棱角上的生长速度更快,倾向于树枝状地生长 (3) 树枝状晶 Folded chain Extended chain (4) 串晶 边搅拌边结晶 中心脊纤维+折叠附晶链 搅拌越快,中心直链晶比例越 大,熔点越高,力学性能越强
(5)伸直链晶在高温高压(如挤出)下结晶晶体中高分子链完全伸展,平行规整排列,晶片厚度相当于分子链长度高分子中热力学最稳定的结构状态高温高压下得到的PE伸直链晶体片晶厚度分子链方向
在高温高压(如挤出)下结晶 晶体中高分子链完全伸展,平行规整排列,晶片厚度相当于分子链长度 高分子中热力学最稳定的结构状态 高温高压下得到的PE伸直链晶体 (5) 伸直链晶 片晶厚度 分子链方向