聚合物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)(已修改)
2025-05-10 20:55 本頁面
【正文】 晶態(tài)結(jié)構(gòu) 非晶態(tài)結(jié)構(gòu) 液晶態(tài)結(jié)構(gòu) 聚合物的取向結(jié)構(gòu) 高分子合金的形態(tài)結(jié)構(gòu) 第二章 聚合物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu) 主價力 ：共價鍵金屬鍵離子鍵 次價力 (內(nèi)聚力、余價力），包括范德華力 和 氫鍵 )： 靜電力 （沒有方向性和飽合性） 誘導(dǎo)力 （沒有方向性和飽合性） 色散力 （沒有方向性和飽合性） 氫 鍵（有方向性和飽合性） 聚合物分子相互作用 （ 1） 靜電力：偶極力，定向力 存在于 極性 分子之間，有取向效應(yīng) 靜電力的相互作用能 μ：偶極矩 R：分子間距離 k：玻爾茲曼常數(shù) T：絕對溫度 通常 Ek： 12~20kJ/mol 從關(guān)系式發(fā)現(xiàn)： Ek與 μ成正比，與 R6和 T成反比。 KTuRu32E 22621k ?（ 2）誘導(dǎo)力 存在于 極性分子與非極性 分子之間，也存在于極性與極性分子之間。 永久偶極（極性分子）使分子產(chǎn)生的誘導(dǎo)偶極。永久偶極與誘導(dǎo)偶極之間的相互作用叫誘導(dǎo)力。 通常 Ed： 6~12kJ/mol 從關(guān)式看： Ed只與 α成正比，與 R6成反比，與 T無關(guān) 6212221 )(RE D???? ???（ 3）色散力 分子 瞬時偶極之間 的相互作用力，存在于一切分子之中，最常見的一種。 色散力的相互作用能 I：分子電離能 通常 EL： ~ 從關(guān)系式發(fā)現(xiàn)： EL與分子極化率 α和分子間距 R有關(guān) )R)(II II(23E 6 212121L ????（ 4）氫鍵 極性很強(qiáng) 的 X—H鍵上的氫原子，與另外一個鍵上電負(fù)性很大的原子 Y上的孤對電子相互吸引而形成的一種鍵（ X—H…Y ）。 飽合性 方向性： Y的孤對電子云的對稱軸盡可能與X—H鍵的方向在一條直線上。 鍵能： 20~40kJ/mol， 介于范德華力和主價力之間 。 氫鍵的強(qiáng)弱取決于 X、 Y的電負(fù)性和 X， Y的半徑， X， Y的電負(fù)性越大，氫鍵越強(qiáng)， Y的半徑越小，氫鍵越強(qiáng)。 如淀粉、聚酯、尼龍和蛋白質(zhì)均有氫鍵 一般常用 內(nèi)聚能和內(nèi)聚能密度 來表征相互作用力的大小。 （ 5）內(nèi)聚能 定義： 克服分子間作用力，把 1mol液體或固體分子移至分子引力范圍之外所需的能量，用 ?E表示： ?E = ?HvRT 內(nèi)聚能密度： 單位體積的內(nèi)聚能 CED = ?E/Vm 小分子的 CED可測定，高分子的 ?E可用低分子溶劑相比較的方法進(jìn)行估算。 根據(jù) CED不同，將高分子進(jìn)行分類： CED﹤ 300(280)J/cm3 橡膠 ， CED小，分子易運(yùn)動。但PE、 PP等由于結(jié)構(gòu)規(guī)整，易結(jié)晶，而作塑料使用。 300(280)﹤ CED﹤ 400J/cm3 塑料 CED400J/cm3 纖維 X射線衍射布拉格條件幾何圖 布拉格方程衍射條件： 2dsinθ=nλ d —晶面間距 θ —入射線與點(diǎn)陣平面之 間的夾角（即入射角） λ —入射光的波長 n —n= 3等整數(shù)， 稱為衍射級數(shù)在聚合 物中，用最強(qiáng) X光強(qiáng)度 時， n長為 1 晶態(tài)結(jié)構(gòu) 當(dāng)入射 x射線波長一定時，對于粉末晶體，因?yàn)樵S多小的微晶具有許多不同的晶面取向，所以，可得到以樣品中心為共同頂點(diǎn)的一系列 x射線衍射線束，而錐形光束的光軸就是入射 X射線方內(nèi)，它的頂角是 4θ，見下左圖；如果照相底片垂直切割這一套圓錐固．將得到一系列同心圓，見下右圖。如用圓筒形底片時，得到一系列圓弧。 錐形 X射線衍射圖 平面底片照片 等規(guī)立構(gòu)聚苯乙烯的 X射線衍射圖像和衍射曲線 (a) —衍射花樣 (b)—衍射曲線 由下圖可以看出，等規(guī)立構(gòu) PS既有清晰的衍射環(huán)，又有彌散環(huán)，而無規(guī)立構(gòu) PS僅有彌散環(huán)；等規(guī)立構(gòu) PS既有尖銳的衍射峰，又有很鈍的衍射峰。通常，結(jié)晶聚合物是部分結(jié)晶的或半結(jié)晶的多晶體，既有結(jié)晶部分，又有非晶部分，個別例外。 . 晶體結(jié)構(gòu)的基本概念 (1)空間格子（空間點(diǎn)陣） 晶體： 物質(zhì)內(nèi)部的質(zhì)點(diǎn)在三維空間呈周期性的重復(fù)排列，該物質(zhì)為晶體。 空間格子： （空間點(diǎn)陣）將這些質(zhì)點(diǎn)抽象成幾何點(diǎn)，這些等同于幾何點(diǎn)形成的格子稱為空間格子。 每個質(zhì)點(diǎn)代表的
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