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1、高分子的非高分子的非晶晶态结构构本讲稿第一页，共十页非晶态聚合物的结构模型非晶态聚合物的结构模型 聚聚合合物物处处于于非非晶晶态态结结构构的的情情况况很很多多，包包括括：由由于于分分子子链链结结构构规规整整性性太太差差，以以至至于于没没有有结结晶晶能能力力的的聚聚合合物物，如如无无规规PS、PMMA等等；链链结结构构具具有有一一定定规规整整性性，可可以以结结晶晶，但但由由于于结结晶晶速速率率太太慢慢以以至至于于在在通通常常条条件件下下不不能能形形成成结结晶晶的的聚聚合合物物,如如聚聚碳碳酸酸酯酯、PET)；在在低低温温下下可可以以结结晶晶，但但在在常常温温下下呈呈高高弹弹态态的的聚聚合合物物(
2、如天然橡胶、顺丁橡胶如天然橡胶、顺丁橡胶)。本讲稿第二页，共十页非晶态聚合物的结构模型非晶态聚合物的结构模型 20世世纪纪50年年代代以以来来，先先后后出出现现了了两两种种对对立立的的理理论论，其其一一是是Flory提提出出的的无无规规线线团团模模型型；其其二二是是Yeh提提出出的的两两相相球球粒粒模模型型。近近年年来来，许许多多科科学学工工作作者者都都在在该该研研究究领领域域努努力力的的探探索索，试试图图在在实实验验上上和和理理论论上上找找到到非非晶晶态态分分子子链链的的聚聚集集形形式式，来来阐阐明明非非晶态聚合物结构的本质。晶态聚合物结构的本质。本讲稿第三页，共十页非晶态聚合物的结构模型非
3、晶态聚合物的结构模型一、一、无规线团模型无规线团模型 在在20世世纪纪50年年代代初初，Flory依依据据统统计计热热力力学学方方法法，推推导导出出了了如如下下结结论论：对对于于柔柔性性的的非非晶晶态态高高分分子子链链，无无论论处处于于玻玻璃璃态态、高高弹弹态态或或熔熔融融态态，分分子子链链的的构构象象都都与与处处于于无无扰扰状状态态下下的的高高分分子子溶溶液液中中的的分子链一样，呈无规线团状，均具有相同的旋转半径。分子链一样，呈无规线团状，均具有相同的旋转半径。本讲稿第四页，共十页非晶态聚合物的结构模型非晶态聚合物的结构模型 20世世纪纪70年年代代小小角角中中子子散散射射技技术术的的出出现
4、现及及其其在在非非晶晶态态聚聚合物结构研究中的应用，证实了合物结构研究中的应用，证实了F1ory的推论的推论。本讲稿第五页，共十页非晶态聚合物的结构模型非晶态聚合物的结构模型 据据此此实实验验事事实实，Flory提提出出了了“无无规规线线团团模模型型”来来描描述述聚聚合合物物的的非非晶晶态态结结构构。他他认认为为，非非晶晶态态中中的的高高分分子子链链呈呈无无规规线线团团构构象象，各各分分子子链链之之间间可可以以相相互互贯贯穿穿和和缠缠结结，线线团团内内的的空空间间可可被被相相邻邻的的分分子子所所占占有有，不不存存在在任任何何局局部部有有序序结结构构，整整个个非非晶晶态态结结构构是是均均相的，物
5、理性能呈各向同性。相的，物理性能呈各向同性。本讲稿第六页，共十页非晶态聚合物的结构模型非晶态聚合物的结构模型二、二、两相球粒模型两相球粒模型 X射射线线衍衍射射方方法法观观察察非非晶晶态态聚聚合合物物结结构构，发发现现其其中中存存在在有有局局部部的的有有序序性性，根根据据这这个个实实验验事事实实，Yeh在在1972年年提提出出了了非非晶晶态态局局部部有序模型，即两相球粒模型。有序模型，即两相球粒模型。本讲稿第七页，共十页非晶态聚合物的结构模型非晶态聚合物的结构模型 他他认认为为非非晶晶态态高高分分子子中中存存在在着着一一定定程程度度的的局局部部有有序序，由由具具有有折折叠叠链链构构象象的的粒粒
6、子子相相和和无无规规线线团团构构象象的的粒粒间间相相两两部部分分组组成成。而而粒粒子子相相又又分分为为分分子子链链段段相相互互平平等等规规则则排排列列的的有有序序区区和和由由折折叠叠链链的的弯弯曲曲部部分分链链端端、连接链和缠结点构成的粒界区两部分。连接链和缠结点构成的粒界区两部分。本讲稿第八页，共十页非晶态聚合物的结构模型非晶态聚合物的结构模型本讲稿第九页，共十页非晶态聚合物的结构模型非晶态聚合物的结构模型 他他认认为为非非晶晶态态高高分分子子中中存存在在着着一一定定程程度度的的局局部部有有序序，由由具具有有折折叠叠链链构构象象的的粒粒子子相相和和无无规规线线团团构构象象的的粒粒间间相相两两部部分分组组成成。而而粒粒子子相相又又分分为为分分子子链链段段相相互互平平等等规规则则排排列列的的有有序序区区和和由由折折叠叠链链的的弯弯曲曲部分链端、连接链和缠结点构成的粒界区两部分。部分链端、连接链和缠结点构成的粒界区两部分。本讲稿第十页，共十页