804高分子物理考研考點(diǎn)——聚合物的知識(shí)點(diǎn)
聚合物的取向態(tài)結(jié)構(gòu)
取向: 聚合物在某種外力作用下,分子鏈、鏈段和結(jié)晶聚合物中的晶粒等結(jié)構(gòu)單元沿著外力方向擇優(yōu)排列。
取向態(tài)與晶態(tài)的區(qū)別: 取向態(tài)是一定程度上的一維或二維有序,而晶態(tài)結(jié)構(gòu)是三維有序。結(jié)晶態(tài)是熱力學(xué)平衡態(tài),取向態(tài)是熱力學(xué)非平衡態(tài)。
取向?qū)π阅艿挠绊懀?/font> a.沿取向方向的力學(xué)性能提高,與取向方向垂直的方向上則降低。 b.產(chǎn)生光學(xué)雙折射現(xiàn)象。 c.使用溫度也會(huì)提高,密度、玻璃化溫度、結(jié)晶度提高。
取向的類型: 單軸取向(纖維) 雙軸取向(薄膜)
01、不同取向單元的取向機(jī)理: a.鏈段取向通過(guò)單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)引起的鏈段運(yùn)動(dòng)來(lái)完成,這種取向在玻璃化溫度以上就可進(jìn)行。
b.分子鏈取向通過(guò)各鏈段的協(xié)同運(yùn)動(dòng)來(lái)完成,只有當(dāng)高聚物處在粘流態(tài)下才能實(shí)現(xiàn)。
c.晶粒的取向通過(guò)晶區(qū)的破壞和重新排列來(lái)來(lái)完成,一般需在外力作用下進(jìn)行。
非晶高聚物的取向: 有鏈段取向和分子取向。
高彈態(tài): 只發(fā)生鏈段取向,不發(fā)生分子取向。
粘流態(tài): 兩種都發(fā)生,但先發(fā)生鏈段取向,然后才發(fā)生整個(gè)分子的取向。
結(jié)晶性聚合物的取向: 非晶區(qū)中可能發(fā)生鏈段和分子鏈的取向;晶區(qū)中還可能發(fā)生晶粒的取向。
解取向: 取向的逆過(guò)程,就是通過(guò)分子熱運(yùn)動(dòng)由取向態(tài)到無(wú)序化的過(guò)程。解取向也有鏈段解取向和分子鏈的解取向。取向過(guò)程快的,解取向速度也快。結(jié)晶聚合物的取向態(tài)比非晶聚合物的取向態(tài)穩(wěn)定。
02、取向的應(yīng)用: a.遷維的牽伸和熱處理(一維材料):牽伸使分子取向,大幅度提高纖維強(qiáng)度,熱定型(或熱處理)使部分鏈段解取向,使纖維獲得彈性.
b.薄膜的單軸或雙軸取向(二維取向):單軸拉伸極大提高了一個(gè)方向的強(qiáng)度,常用作包裝帶,雙軸拉伸使薄膜平面上兩個(gè)方向的強(qiáng)度均提高.
c.塑料成型中的取向效應(yīng)(三維材料):取向雖然提高了制品強(qiáng)度,但取向結(jié)構(gòu)的凍結(jié)形成的殘存內(nèi)應(yīng)力是有害的,故對(duì)塑料制品,不要求有高的取向度,而是要求有良好的取向能力.
03、測(cè)定方法有: a.熱傳導(dǎo)法,測(cè)定的是晶區(qū)中的小結(jié)構(gòu)單元的取向; b.雙折射法,測(cè)定的是晶區(qū)與非晶區(qū)中鏈段的取向; c.X射線衍射法,測(cè)定的是晶區(qū)晶胞的取向; d.聲速法,測(cè)定的是晶區(qū)與非晶區(qū)中分子的取向。
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