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材料科学基础
高分子材料的结构
G A O F E N Z I C A I L I A O D E J I E G O U
高分子的聚集态结构
高分子的聚集态结构
聚集态结构:高分子材料本体内部高分子链之间的几何排列和
堆砌状态,是决定聚合物制品使用性能的主要因素。
单链凝聚 单链单晶
态结构 单链玻璃态
高分子聚 晶态结构
集态结构
非晶态结构 物理结构
多链凝聚
取向态结构
态结构
液晶态结构
织态结构(多相结构)
晶态聚合物的结构
1 缨状胶束两相结构模型
模型的特点:
一个分子链可以同时穿越若干个晶区
和非晶区,在晶区中分子链互相平行排
列,在非晶区中分子链互相缠结呈卷 10nm
曲无规排列。
局限:
未描述晶体的具体形状
未提出晶体间的关系
未体现结晶条件的影响
晶态聚合物的结构
2 折叠链结构模型
PE
1957年,Keller 、Till 、Fischer 同时报道了
聚合物单晶的发现
长宽可以为几微米,厚度10nm
沿长度和宽度方向增长
分子链沿厚度方向取向 10nm
mm
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晶态聚合物的结构
2 折叠链结构模型
规则近邻 不规则近邻 无规 插线板
(Keller) (Fischer) (Flory)
在结晶时分子链基本保持原有的构象,只在链段进入晶格时做局部调整
晶态聚合物的结构
实际情况:结晶的高聚物中,晶相和非晶相共存,
现有各种模型均有不足之处。
霍斯曼(Hosemann)模型
假想模式
包含各种可能形态
非晶态聚合物的结构
1 无规线团模型
Flory提出,在非晶态聚合物的本体中,
分子链的构象与在溶液中一样,呈无
规线团状;线团分子之间是任意相互
贯穿和无规缠结的,链段的堆砌不存
在任何有序的结构,因而非晶态聚合
物在凝聚态结构上是均相的。
非晶态聚合物的结构
2 两相球粒模型
认为非晶态聚合物存在局部有序区域,
即包含无序和有序两个部分,因此称为
两相结构模型。
有序区:平行排列
粒子相
粒界区:有序区周围
粒间相 无规线团、链端等 A-有序区 B-粒界区C-粒间相
在这一模型中,一根高分子链可通过几个粒子和粒间相
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