213聚合物的結(jié)晶形態(tài)和研究方法市公開課一等獎(jiǎng)省賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件

2.1.3聚合物結(jié)晶形態(tài)和研究方法形態(tài)學(xué)(Morphology)：?jiǎn)蝹€(gè)晶粒大小、形狀及其它們聚集方式。研究方法：TEM(HRTEM);OM高分子晶體特征：尺寸較大（宏觀或亞微觀）；結(jié)晶不完善，輕易形成缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)。213聚合物的結(jié)晶形態(tài)和研究方法第1頁(yè)2.1.3.1單晶(Singlecrystals)熱力學(xué)單晶特征：三維空間周期排列、長(zhǎng)程有序、有一定外形。高分子單晶：?jiǎn)螌悠Э偡Q，不是熱力學(xué)意義上真正單晶，大多是多重孿晶。多晶：由無數(shù)微小單晶體無規(guī)則地聚集而成晶體。213聚合物的結(jié)晶形態(tài)和研究方法第2頁(yè)高聚物單晶形成條件：極稀高分子溶液(0.1-0.01%)；結(jié)晶速度遲緩。形態(tài)特征：a、含有規(guī)則幾何外形；b、薄片狀晶體；c、厚度(10nm)遠(yuǎn)小于長(zhǎng)度(Severalmicrometer)；d、分子鏈取向與片狀單晶表面相垂直。213聚合物的結(jié)晶形態(tài)和研究方法第3頁(yè)TEMgraphofPEsinglecrystals(Xylenesolution,crystallizedslowly)213聚合物的結(jié)晶形態(tài)和研究方法第4頁(yè)ElectrondiffractionphotographforPEsinglecrystals213聚合物的結(jié)晶形態(tài)和研究方法第5頁(yè)討論(1)溶液濃度：小于0.01%時(shí)生成單層片晶；約0.1%時(shí)生成多層片晶；大于1%時(shí)生成球晶。(2)結(jié)晶溫度：過冷程度（熔點(diǎn)與結(jié)晶溫度之差）要小，使結(jié)晶速度足夠慢，以確保分子鏈規(guī)整排列和堆砌。(3)溶劑性質(zhì)：采取熱力學(xué)上不良溶劑（對(duì)高聚物溶解能力較差），有利于生長(zhǎng)較大更為完善晶體。213聚合物的結(jié)晶形態(tài)和研究方法第6頁(yè)2.1.3.2球晶（Spherulite）

形成條件：當(dāng)結(jié)晶性聚合物從濃溶液中析出或從熔體冷卻結(jié)晶時(shí)，在不存在應(yīng)力或流動(dòng)情況下，通常形成球晶。

尺寸范圍：直徑0.5~100

m，5m以上用偏光顯微鏡能夠直接觀察到。

形貌基本特點(diǎn)：其外貌呈球狀，但在生長(zhǎng)受阻時(shí)展現(xiàn)不規(guī)則多面體。所以，球晶較小時(shí)展現(xiàn)球形，晶核多并繼續(xù)生長(zhǎng)擴(kuò)大后成為不規(guī)則多面體。球晶形貌本質(zhì)：多晶聚集體。213聚合物的結(jié)晶形態(tài)和研究方法第7頁(yè)光學(xué)各向異性：在偏光顯微鏡兩偏振器間，球晶展現(xiàn)特有黑十字消光現(xiàn)象(MalteseCross)

MalteseCrossinIsotacticPolystyrene`213聚合物的結(jié)晶形態(tài)和研究方法第8頁(yè)MalteseCross213聚合物的結(jié)晶形態(tài)和研究方法第9頁(yè)電鏡觀察球晶結(jié)構(gòu)TEMgraphofPEspherulites213聚合物的結(jié)晶形態(tài)和研究方法第10頁(yè)球晶模型(Spherulitemodel)分子鏈總是沿垂直于球晶半徑方向排列，晶片厚度在10-20nm之間。213聚合物的結(jié)晶形態(tài)和研究方法第11頁(yè)213聚合物的結(jié)晶形態(tài)和研究方法第12頁(yè)球晶環(huán)帶結(jié)構(gòu)213聚合物的結(jié)晶形態(tài)和研究方法第13頁(yè)環(huán)帶形成原因：徑向發(fā)射晶片周期性扭轉(zhuǎn)結(jié)果（球晶徑向或切向折射率發(fā)生周期性改變）。213聚合物的結(jié)晶形態(tài)和研究方法第14頁(yè)正球晶：半徑方向折射率大于切線方向折射率球晶負(fù)球晶：半徑方向折射率小于切線方向折射率球晶213聚合物的結(jié)晶形態(tài)和研究方法第15頁(yè)偏光顯微鏡下球晶生長(zhǎng)0s30s60s90s120s213聚合物的結(jié)晶形態(tài)和研究方法第16頁(yè)Growthmodelofspherulites球晶本質(zhì)：多晶聚集體晶核---片晶（多層片晶）---分叉生長(zhǎng)形成捆束狀晶體---球晶（填滿空間球形對(duì)稱外形）213聚合物的結(jié)晶形態(tài)和研究方法第17頁(yè)2.1.3.3其它結(jié)晶形式樹枝狀晶：溶液中析出，低溫或濃度大，分子量大時(shí)生成。213聚合物的結(jié)晶形態(tài)和研究方法第18頁(yè)聚乙烯纖維晶電鏡照片纖維狀晶：存在流動(dòng)場(chǎng)，分子鏈伸展并沿流動(dòng)方向平行排列。213聚合物的結(jié)晶形態(tài)和研究方法第19頁(yè)聚乙烯串晶電鏡照片串晶：溶液低溫，邊結(jié)晶邊攪拌213聚合物的結(jié)晶形態(tài)和研究方法第20頁(yè)213聚合物的結(jié)晶形態(tài)和