高分子物理与化学第四章2

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第4章 高分子的聚集态结构4.3.3 不完善结晶和结晶度 结晶度： 实际晶态聚合物中，通常晶区和非晶区同时存在 的。结晶度即试样中结晶部分所占的质量分数(质量结晶度) 或者体积分数(体积结晶度)。X-ray衍射法

f f

w c

Wc Wc Wa Vc Vc Va

100 %

密度法 红外光谱法 量热法(DSC法)1

v c

100 %

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第4章 高分子的聚集态结构密度法----最常用的最为方便的方法测试依据：‘纯’的聚合物结晶比纯的非晶具有较大的密度， 结晶聚合物中两相共存，密度介于两者之间(或者晶区的比 容小于非晶区的比容)假定结晶部分与非晶部分的质量与体 积具有线性可加和性，那么通过密度或比容的测定就可以计 算结晶度。

在一定温度下，polymer的比容具有加和关系：

= f c (1 f ) aw c w c2

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第4章 高分子的聚集态结构1 fw c

c c = 1 1 v a vc c a a cva v

a

1

与此类似，从密度的线性加和出发，有

f c (1 f ) av c v c

a v fc 100 % c a

f

w c

c v fc 3

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第4章 高分子的聚集态结构由文献查得，某树脂的 c 1.50 10 3 Kg / m 3, a 1.335 10 3 Kg / m 3 重量为 2.92 10 3 Kg (体积单元为 a 1.42 cm , b 2.96 cm , c 0.51cm ),试由以上数据计算 试样的密度和质量、体 积结晶度？

1)

w v

1 .42 2 .96 0 .51 10 6 a 1 .362 1 .335 v fc 100 % 16 .4 % c a 1 .50 1 .335 fw c

=

2 .92 10 3

1 .362 10 3 Kg / m 3

c a 18 .1 % c a

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第4章 高分子的聚集态结构4.4聚合物的取向态结构 取向(orientation): 当线型高分子充分伸展的时候，其长度为宽度的几百、 几千甚至几万倍，具有明显的几何不对称性。因此，在外 场作用下，分子链、链段及结晶高聚物的晶片、晶带将沿 着外场方向排列，这一过程称为取向。

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第4章 高分子的聚集态结构4.4.1 高聚物的取向方式和分子排列 分 子 取 向 单轴取向 ：材料只沿某一个方向拉伸，长度增 加，宽度和厚度减小-纤维的牵伸 双轴取向：材料沿两个互相垂直的方向(X,Y) 拉伸，面积增加，厚度减小，高分子链或链段 倾向于与拉伸平面平行排列，但是在x,y面上 无序

取 向 单 元

晶粒取向：晶粒的晶轴或者晶面朝着某个方向 或与某特定方向成一定角度 取向：一维有序，

二维有序 结晶：三维有序 6

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第4章 高分子的聚集态结构

单轴取向：在一个轴向上施以外力，使分子链沿一个 方向取向。如纤维纺丝：

再如薄膜的单轴拉伸

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第4章 高分子的聚

集态结构

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第4章 高分子的聚集态结构

双轴取向：一般在两个垂直方向施加外力。如薄膜双轴拉 伸，使分子链取向平行薄膜平面的任意方向。在薄膜平面 的各方向的性能相近。薄膜的双轴拉伸取向：

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第4章 高分子的聚集态结构

薄膜挤压吹塑 机

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第4章 高分子的聚集态结构

取向的特点 取向是一种分子有序化的过程，外力除去后，在 热运动影响下，高分子链又趋向于无序--解取 向。取向在热力学上是非平衡态。取向条件不同， 取向单元也不相同。

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第4章 高分子的聚集态结构取向与解取向的意义和应用 加工成型时可以利用分子链取向和链段取向速度的不同，用 慢的取向过程使整个高分子链得到良好的取向，以达到高强 度而后再用快的过程使链段解取向，使具有弹性。

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第4章 高分子的聚集态结构以粘胶丝为例，当粘胶丝自喷丝口咬入酸性介质时，粘胶丝 开始凝固，于凝固未完全的溶胀态和较高温度下进行拉伸， 此时高聚物仍有显著的流动性，可以获得整链的取向，然后 在很短的时间内用热空气和水蒸汽很快地吹一下，使链段解 取向，消除内部应力。 这样得到的粘胶纤维是比较理想的，热处理的温度和时间要 恰当，以便使链段解取向而整链不解取向。如果热处理时间 过长，整链也会解取向而使纤维丧失强度。热处理的另一个 重要作用是减小纤维的沸水收缩率。如果纤维未经热处理， 被拉直了的链段有强烈的蜷曲倾向，纤维在受热或使用过程 中就会自动收缩，这样织物便会变形。经热处理过的纤维， 其链段己发生蜷曲，在使用过程中不会变形。13

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第4章 高分子的聚集态结构思考题：何谓高聚物的取向？为什么有的材料(如纤维)进 行单轴取向，有的材料(如薄膜),则需要双轴取向？说明 理由。解：当线型高分子充分伸展的时候，其长度为宽度的几百、 几千甚至几万倍，具有明显的几何不对称性。因此，在外场 作用下，分子链、链段及结晶高聚物的晶片、晶带将沿着外 场方向排列，这一过程称为取向。 对于不同的材料，不同的使用要求， …… 此处隐藏：751字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……