高分子物理2-3講義課件

1、教學(xué)目的：了解高分子鏈的取向和高分子合金及其應(yīng)用重點(diǎn)及要求：聚合物的取向現(xiàn)象、取向機(jī)理、取向度的表征和應(yīng)用；高分子合金的概念、相容性和組分含量與織態(tài)結(jié)構(gòu)的關(guān)系；非相容高分子合金的增容方法和相容性表征 本講內(nèi)容：聚合物的取向結(jié)構(gòu)和高分子合金的織態(tài)結(jié)構(gòu) 第七講（第二章 第四節(jié)）取向結(jié)構(gòu)及高分子合金的織態(tài)結(jié)構(gòu)教學(xué)目的：了解高分子鏈的取向和高分子合金及其應(yīng)用重點(diǎn)及要求：2.4 聚合物的取向結(jié)構(gòu)及合金的織態(tài)結(jié)構(gòu)2.4.1聚合物的取向結(jié)構(gòu) 取向(orientation)：在外力作用下，分子鏈沿外力方向平行排列。聚合物的取向現(xiàn)象包括分子鏈、鏈段的取向以及結(jié)晶聚合物的晶片等沿特定方向的擇優(yōu)排列。2.4 聚合物

2、的取向結(jié)構(gòu)及合金的織態(tài)結(jié)構(gòu)2.4.1聚合物的取向造成各向異性聚合物取向方法雙軸拉伸或吹塑的薄膜纖維熔融擠出的管材和棒材未取向的聚合物材料是各向同性的，即各個(gè)方向上的性能相同(isotropic)。而取向后的聚合物材料是各向異性的(anisotropic)，即方向不同，性能也不同。取向造成各向異性聚合物取向方法雙軸拉伸或吹塑的薄膜纖維熔融擠Different Types of OrientationUniaxial orientationBiaxial orientationDifferent Types of OrientationUniaxial Orientation聚合物的取向一般有兩種

3、方式：單軸取向：在一個(gè)軸向上施以外力，使分子鏈沿一個(gè)方向取向。 如纖維紡絲再如薄膜的單軸拉伸Uniaxial Orientation聚合物的取向一般有兩Biaxial Orientation雙軸取向：一般在兩個(gè)垂直方向施加外力。如薄膜雙軸拉伸，使分子鏈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，但薄膜平面與平面之間易剝離。薄膜的雙軸拉伸取向薄膜擠壓吹塑機(jī)Biaxial Orientation雙軸取向：一般在兩個(gè)垂取向單元無定形聚合物 Amorphous polymer晶態(tài)聚合物Crystalline polymer鏈段取向非晶區(qū) Amorphous region晶區(qū) Crysta

4、l region鏈段取向球晶變形，晶片傾斜、滑移、取向取向與解取向問題聚合物可以取向，但取向是一種熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)，在一定的外力、時(shí)間、溫度下又有解取向。取向單元無定形聚合物 Amorphous polymer晶態(tài)The Degree of Orientation 取向度Orientation with respect to reference direction ZParameterParallelRandomPerpendicular11/30f10-1/2Machine direction機(jī)器方向， 縱向分子鏈主軸方向取向角示意圖Orientation function 取向函數(shù)幾種特殊

5、情況下的取向函數(shù)值The Degree of Orientation 取向度Experiments to Determine the Degree of Orientation 取向度的測量方法Sound velocity method 聲速法Wide-angle X-ray diffraction 廣角X射線衍射法Birefringence anisotropic method 雙折射法Infrared Dichroism 紅外二向色性Experiments to Determine the D(1) 聲速法聲速沿分子鏈的傳播速度鏈間的傳播速度聲波在完全未取向聚合物中的傳播速度待測聚合物取向

6、方向上的傳播速度原理Highly precise measurement of the sonic velocity is made possible by Sing-around method; it transmits ultrasonic pulses through metals, ceramic, liquid and newly developed materials for physical analysis The instrument in our University(1) 聲速法聲速沿分子鏈的傳播速度鏈間的傳播速度聲波在(2) Birefringence anisotro

7、pic method 雙折射法(2) Birefringence anisotropic (3) 廣角X射線衍射法Pole figure 極圖Debye ring 德拜環(huán)Polar angle scan極角掃描(4) Infrared Dichroism 紅外二向色性(3) 廣角X射線衍射法Pole figure 極圖Deby(5) SEM 掃描電鏡(5) SEM 掃描電鏡2.4.2 高分子合金的織態(tài)結(jié)構(gòu) Polymer Alloy 高分子合金又稱多組分聚合物，在該體系中存在兩種或兩種以上不同的聚合物，不論組分是否以化學(xué)鍵相連接聚合物共混物嵌段共聚物接枝共聚物e.g.PVC+CPE, PP+S

8、BS, PP+EPPM etc.SBS, SANABSe.g.e.g.高分子合金的相容性 Compatibility 兩組分相容兩組分不相容分類IPN Interpenetrating network 互穿網(wǎng)絡(luò)2.4.2 高分子合金的織態(tài)結(jié)構(gòu) Polymer AlloySAN- Poly(styrene-co-acrylonitrile)SAN- Poly(styrene-co-acrylonitABS- poly(acrylonitrile-co-butadiene-co-styrene) ABS- poly(acrylonitrile-co-but高分子合金的結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響（1）光性能（2）熱性能 （3）力學(xué)性能高分子合金的結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響（1）光性能本章總結(jié)本章總結(jié)相容性的表征 直接觀察共混物的透光性TEM (Transmission electron microscopy)透射電鏡和SEM (Scannin