文档介绍：第5章 聚合物的转变与松弛
聚合物的结晶动力学
Crystallization ics of polymers
结晶行为和结晶动力学
聚合物
结晶性聚合物
非结晶性聚合物
晶态
非晶态
结晶条件
充分条件
必要条件
分子结构的对称性和规整性
结晶条件,如温度和时间等
高分子结晶的特点:
结晶性聚合物在Tm冷却到Tg时的任何一个温度都可以结晶
不同聚合物差异很大,结晶所需时间不同;同一高聚物,结晶温度不同时,结晶速度亦不相同。
分子结构与结晶能力、结晶速度
(1) 链的对称性和规整性
分子链的对称性越高, 规整性越好, 越容易规则排列形成高度有序的晶格
(A) PE和PTFE 均能结晶, PE的结晶度高达95%, 而且结晶速度极快
(B)聚异丁烯PIB, 聚偏二氯乙烯PVDC, 聚甲醛POM
结构简单,对称性好,均能结晶
(C) 聚酯与聚酰胺
虽然结构复杂,但无不对称碳原子,链呈平面锯齿状,还有氢键,也易结晶
(D) 定向聚合的聚合物
定向聚合后,链的规整性有提高,从而可以结晶
atactic
isotactic
syndiotactic
PP
PS
PMMA
无规高分子是否一定不能结晶?
PVC: 自由基聚合产物, 氯原子电负较大, 分子链上相邻的氯原子相互排斥, 彼此错开, 近似于间同立构, 因此具有微弱的结晶能力, 结晶度较小(约5%)
PVA: 自由基聚合的聚乙酸乙烯基酯水解而来, 由于羟基体积小, 对分子链的几何结构规整性破坏较小, 因而具有结晶能力, 结晶度可达60%
聚三氟氯乙烯: 自由基聚合产物, 具有不对称碳原子且无规, 但由于氯原子与氟原子体积相差不大, 仍具有较强的结晶能力, 结晶度可达90%
(2) 其它结构因素
分子量
共聚
无规, 交替, 嵌段, 接枝
支化
交联
分子链的柔顺性
分子间作用力
结晶速度与测量方法
结晶动力学主要研究聚合物的结晶速度, 分析其结晶过程
结晶过程中有体积的变化和热效应, 也可直接观察晶体的生长过程
体积变化
Volume dilatometer 体膨胀计法
热效应
DSC
观察晶体生长
Polarized-light microscopy
Atomic force microscopy