玻璃态橡胶态非晶态结构粘流态课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《玻璃态橡胶态非晶态结构粘流态课件.ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 玻璃 橡胶 晶态 结构 粘流态 课件
- 资源描述:
-
1、一级结构一级结构近程结构近程结构结构单元的结构单元的化学组成化学组成、连接方式连接方式、立体构型立体构型,序列结构序列结构、以及、以及支化支化交联交联等等二级结构二级结构远程结构远程结构高分子的大小(分子量)高分子的大小(分子量)以及以及高分子链的形态(构象)高分子链的形态(构象)链结构链结构聚集态结构聚集态结构三级结构三级结构非晶态非晶态、晶态晶态、液晶态液晶态、取向态取向态及织及织态等。态等。聚合物的结构聚合物的结构3.1.3.1 聚合物非晶态结构聚合物非晶态结构非晶态结构非晶态结构-更为普遍更为普遍大量完全非晶态的聚合物大量完全非晶态的聚合物在晶态聚合物中也存在非晶区。在晶态聚合物中也存
2、在非晶区。玻璃态玻璃态橡胶态橡胶态非晶态结构非晶态结构粘流态(或熔融态)粘流态(或熔融态)结晶聚合物中的非晶区结晶聚合物中的非晶区特点特点非晶态聚合物的分子排列无长程有序,对非晶态聚合物的分子排列无长程有序,对X-射线衍射线衍射无清晰点阵图案。射无清晰点阵图案。3.1.3.1 聚合物非晶态结构聚合物非晶态结构Flory的无规线团模型的无规线团模型叶叔酋叶叔酋(yeh)的折叠链缨状胶束粒子模型的折叠链缨状胶束粒子模型对非晶态结构的认识还较粗浅。对非晶态结构的认识还较粗浅。 非晶态聚合物无论在非晶态聚合物无论在溶液中或本体中,大分溶液中或本体中,大分子链都呈无规线团的形子链都呈无规线团的形态,线团
3、之间是无规的态,线团之间是无规的相互缠结,具有过剩的相互缠结,具有过剩的自由体积。自由体积。 可以解释橡胶的弹可以解释橡胶的弹性等许多行为,但难性等许多行为,但难于解释如下的事实:于解释如下的事实:(1) 有些聚合物有些聚合物(如聚乙如聚乙烯烯)几乎能瞬时结晶。几乎能瞬时结晶。(2)根据此模型,非晶根据此模型,非晶态的自由体积应为态的自由体积应为35%,而事实上,非,而事实上,非晶态只有大约晶态只有大约10%的的自由体积。自由体积。Flory的无规线团模型的无规线团模型聚合物晶体特点聚合物晶体特点晶体结构不完善、无完全确定的熔点、结晶速度较慢等。晶体结构不完善、无完全确定的熔点、结晶速度较慢等
4、。 原因在于一个大分子可以占据许多个格子点,原因在于一个大分子可以占据许多个格子点,构成格子点的并非整个大分子,而是大分子中的构成格子点的并非整个大分子,而是大分子中的结构单元或者大分子的局部段落,也就是说一个结构单元或者大分子的局部段落,也就是说一个大分子可以贯穿若干个晶胞。大分子可以贯穿若干个晶胞。聚合物晶体结构可聚合物晶体结构可归纳为三种结构的归纳为三种结构的组合:组合:分子链是无规线团分子链是无规线团的非晶态结构;的非晶态结构;分子链折叠排列、分子链折叠排列、横向有序的片晶;横向有序的片晶;伸直平行取向的伸伸直平行取向的伸直链晶体。直链晶体。聚乙烯的结晶结构聚乙烯的结晶结构聚合物结晶形
5、态聚合物结晶形态(1)单晶)单晶 具有一定几何外形的具有一定几何外形的薄片状晶体。薄片状晶体。极稀溶液极稀溶液(质量浓度小于(质量浓度小于0.01wt%)中中缓慢结晶缓慢结晶而成。而成。单晶单晶 根据结晶条件不同,可形成多种形态的晶体:单根据结晶条件不同,可形成多种形态的晶体:单晶、球晶、伸直链晶片、纤维状晶片和串晶等。晶、球晶、伸直链晶片、纤维状晶片和串晶等。(2)球晶)球晶 最常见的结晶形态,为圆球状晶体,尺寸较大,最常见的结晶形态,为圆球状晶体,尺寸较大,一般是由结晶性聚合物从一般是由结晶性聚合物从浓溶液中析出或由熔体冷却浓溶液中析出或由熔体冷却时形成的。时形成的。正交偏光显微镜正交偏光
6、显微镜球晶的黑十字消光球晶的黑十字消光现象现象(3)伸直链晶片)伸直链晶片完全伸展的分子链平行规整排列而成的小片状完全伸展的分子链平行规整排列而成的小片状晶体,晶体中分子链平行于晶面方向,晶片厚晶体,晶体中分子链平行于晶面方向,晶片厚度基本与伸展的分子链长度相当。度基本与伸展的分子链长度相当。形成于极高压力下。形成于极高压力下。结晶结晶使高分子链规整排列,堆砌紧密使高分子链规整排列,堆砌紧密优点:优点:增强分子链间的作用力,增强分子链间的作用力,提高提高聚合物的密度、强度、聚合物的密度、强度、硬度、耐热性、耐溶剂性、耐化学腐蚀性等性能。硬度、耐热性、耐溶剂性、耐化学腐蚀性等性能。缺点:缺点:使
7、使高弹性、断裂伸长率、抗冲击强度等性能下降,高弹性、断裂伸长率、抗冲击强度等性能下降,对以弹性、韧性为主要使用性能的材料是不利的。对以弹性、韧性为主要使用性能的材料是不利的。如结晶会使橡胶失去弹性,发生爆裂。如结晶会使橡胶失去弹性,发生爆裂。 液晶是介于液相液晶是介于液相(非晶态非晶态)和晶相之间的和晶相之间的中间相,中间相,既具有晶态的有序性既具有晶态的有序性(导致导致各向异性各向异性),又具有液态的连,又具有液态的连续性和流动性。续性和流动性。 根据形成条件分为:根据形成条件分为: 热致性液晶热致性液晶:受热熔融形成各向异性熔体:受热熔融形成各向异性熔体 溶致性液晶溶致性液晶:溶于某种溶剂
8、而形成各向异性的溶液:溶于某种溶剂而形成各向异性的溶液3.1.3.3 聚合物液晶态聚合物液晶态按分子排列方式的不同分类:按分子排列方式的不同分类:(i)近晶型)近晶型:棒状分子通过垂直:棒状分子通过垂直于分子长轴方向的强相互作用,于分子长轴方向的强相互作用,互相平行排列成层状结构,分子互相平行排列成层状结构,分子轴垂直于层面。棒状分子只能在轴垂直于层面。棒状分子只能在层内活动。层内活动。近晶型近晶型向列型向列型(ii)向列型)向列型:棒状分子虽然也:棒状分子虽然也平行排列,但长短不一,不分平行排列,但长短不一,不分层次,只有一维有序性,在外层次,只有一维有序性,在外力作用下发生流动时,棒状分力
9、作用下发生流动时,棒状分子易沿流动方向取向,并可子易沿流动方向取向,并可在在流动取向中互相穿越。流动取向中互相穿越。(iii)胆甾型)胆甾型:棒状分子分层:棒状分子分层平行排列,在每个单层内分子平行排列,在每个单层内分子排列与向列型相似,相邻两层排列与向列型相似,相邻两层中分子长轴依次有规则地扭转中分子长轴依次有规则地扭转一定角度,分子长轴在旋转一定角度,分子长轴在旋转3600后复原。后复原。胆甾型胆甾型碟型碟型(iViV)碟型)碟型:由盘状:由盘状或碟状的分子一个个或碟状的分子一个个重叠起来形成柱状的重叠起来形成柱状的分子聚集体,组成一分子聚集体,组成一类称之为柱状相的新类称之为柱状相的新的
10、液晶相。的液晶相。独特的流动性:独特的流动性:高分子液晶在其相区间温高分子液晶在其相区间温度时的粘度较低,而且高度取向。利用这度时的粘度较低,而且高度取向。利用这一特性进行纺丝,不仅可节省能耗,而且一特性进行纺丝,不仅可节省能耗,而且可获得高强度、高模量的纤维。著名的可获得高强度、高模量的纤维。著名的KevlarKevlar纤维纤维即是这类纤维的典型代表。即是这类纤维的典型代表。 链段、整个大分子链以及晶粒在外力场作用链段、整个大分子链以及晶粒在外力场作用下沿一定方向排列的现象。下沿一定方向排列的现象。3.1.3.4 聚合物取向态结构聚合物取向态结构 未取向的聚合物材料是各向同性的,即各个方向
11、上的未取向的聚合物材料是各向同性的,即各个方向上的性能相同。性能相同。取向聚合物材料是各向异性的,即方向不同,性能不同。取向聚合物材料是各向异性的,即方向不同,性能不同。取向取向(orientation)链段的取向链段的取向分子链的取向分子链的取向结晶聚合物的晶片等结晶聚合物的晶片等沿外力方向的择优排列沿外力方向的择优排列聚合物的取向现象聚合物的取向现象聚合物的取向一般有两种方式:聚合物的取向一般有两种方式:单轴取向:单轴取向:在一个轴向上施以外力,使分子链沿一个在一个轴向上施以外力,使分子链沿一个方向取向。方向取向。 如纤维纺丝:如纤维纺丝:再如薄膜的单轴拉伸再如薄膜的单轴拉伸双轴取向双轴取
12、向:一般在两个垂直方向施加外力。如薄膜双轴拉:一般在两个垂直方向施加外力。如薄膜双轴拉伸,使分子链取向伸,使分子链取向,取向方向,取向方向平行平行于于薄膜平面的任意方向。薄膜平面的任意方向。在薄膜平面的各方向的性能相近,但薄膜平面与平面之间在薄膜平面的各方向的性能相近,但薄膜平面与平面之间易剥离。易剥离。聚合物取向聚合物取向(a)(a)单轴取向单轴取向 (b)(b)双轴取向双轴取向薄膜的双轴拉伸取向:薄膜的双轴拉伸取向:一些要求二维强度高,而平面内性能均匀的薄膜材料,一些要求二维强度高,而平面内性能均匀的薄膜材料,如电影胶卷片基、录音录像磁带等;对于某些外形比如电影胶卷片基、录音录像磁带等;对
13、于某些外形比较简单的薄壁塑料制品,利用取向提高强度的实例也较简单的薄壁塑料制品,利用取向提高强度的实例也很多,如很多,如PMMAPMMA作战斗机上的透明舱,作战斗机上的透明舱,PVCPVC或或ABSABS生产安生产安全帽。全帽。大尺寸取向:大尺寸取向:大分子链作为整体是取向的,但就链段大分子链作为整体是取向的,但就链段而言,可能并未取向。而言,可能并未取向。小尺寸取向:小尺寸取向:链段取向,而整个大分子链并未取向。链段取向,而整个大分子链并未取向。非晶态聚合物取向非晶态聚合物取向高分子链取向示意图高分子链取向示意图(a) (a) 链段取向;链段取向;(b) (b) 分子链取向分子链取向 加工成
展开阅读全文