高分子的非晶態(tài)結構

高分子的非晶態(tài)結構第1頁，共10頁，2023年，2月20日，星期四非晶態(tài)聚合物的結構模型聚合物處于非晶態(tài)結構的情況很多，包括：①由于分子鏈結構規(guī)整性太差，以至于沒有結晶能力的聚合物，如無規(guī)PS、PMMA等；②鏈結構具有一定規(guī)整性，可以結晶，但由于結晶速率太慢以至于在通常條件下不能形成結晶的聚合物,如聚碳酸酯、PET)；③在低溫下可以結晶，但在常溫下呈高彈態(tài)的聚合物(如天然橡膠、順丁橡膠)。第2頁，共10頁，2023年，2月20日，星期四非晶態(tài)聚合物的結構模型

20世紀50年代以來，先后出現(xiàn)了兩種對立的理論，其一是Flory提出的無規(guī)線團模型；其二是Yeh提出的兩相球粒模型。近年來，許多科學工作者都在該研究領域努力的探索，試圖在實驗上和理論上找到非晶態(tài)分子鏈的聚集形式，來闡明非晶態(tài)聚合物結構的本質(zhì)。第3頁，共10頁，2023年，2月20日，星期四非晶態(tài)聚合物的結構模型一、無規(guī)線團模型

在20世紀50年代初，F(xiàn)lory依據(jù)統(tǒng)計熱力學方法，推導出了如下結論：對于柔性的非晶態(tài)高分子鏈，無論處于玻璃態(tài)、高彈態(tài)或熔融態(tài)，分子鏈的構象都與處于無擾狀態(tài)下的高分子溶液中的分子鏈一樣，呈無規(guī)線團狀，均具有相同的旋轉半徑。第4頁，共10頁，2023年，2月20日，星期四非晶態(tài)聚合物的結構模型20世紀70年代小角中子散射技術的出現(xiàn)及其在非晶態(tài)聚合物結構研究中的應用，證實了F1ory的推論。第5頁，共10頁，2023年，2月20日，星期四非晶態(tài)聚合物的結構模型據(jù)此實驗事實，F(xiàn)lory提出了“無規(guī)線團模型”來描述聚合物的非晶態(tài)結構。他認為，非晶態(tài)中的高分子鏈呈無規(guī)線團構象，各分子鏈之間可以相互貫穿和纏結，線團內(nèi)的空間可被相鄰的分子所占有，不存在任何局部有序結構，整個非晶態(tài)結構是均相的，物理性能呈各向同性。第6頁，共10頁，2023年，2月20日，星期四非晶態(tài)聚合物的結構模型二、兩相球粒模型

X射線衍射方法觀察非晶態(tài)聚合物結構，發(fā)現(xiàn)其中存在有局部的有序性，根據(jù)這個實驗事實，Yeh在1972年提出了非晶態(tài)局部有序模型，即兩相球粒模型。第7頁，共10頁，2023年，2月20日，星期四非晶態(tài)聚合物的結構模型他認為非晶態(tài)高分子中存在著一定程度的局部有序，由具有折疊鏈構象的粒子相和無規(guī)線團構象的粒間相兩部分組成。而粒子相又分為分子鏈段相互平等規(guī)則排列的有序區(qū)和由折疊鏈的彎曲部分＼鏈端、連接鏈和纏結點構成的粒界區(qū)兩部分。第8頁，共10頁，2023年，2月20日，星期四非晶態(tài)聚合物的結構模型第9頁，共10頁，2023年，2月20日，星期四非晶態(tài)聚合物的結構模型他認為非晶態(tài)高分子中存在著一定程度的局部有序，由具有折疊鏈構象的粒子相和無規(guī)線團構象的粒間相兩部分組成。而粒子相又分為分子鏈段相互平