第2章聚集态结构——第06讲非晶态与取向态(1)

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【高分子物理】第2章高聚物的聚集态结构

这个模型最早由斯托克斯（Storks）在1938年提出的，但在当时没有能被接受。直到1957年凯勒（Keller）从稀溶液中培养出聚乙烯单晶体，由电子显微镜测定并计算出它的厚度在40~100Ao,由于单晶只存在于晶相中并且有清晰的界面，然而缨状微束模型不能解释这一现象。
这个模型认为：在晶体中，大分子不改变原来分子链的键角、键长而非常有规则地反复折叠成链带，其厚度相当于折叠周期，大约为100Ao，而通常大分子的长度大于104Ao，所以分子链只能在晶片中进行折叠，而且分子链与平面垂直。
第二章高聚物的聚集态结构
(Structure of molecular aggregation of polymers)
聚集态结构：高分子链之间的排列和堆砌结构，也称为超分子结构。
聚集态结构的变化导致材料的性能变化。
加工中赋予材料以什么样的聚集态结构，直接影响使用的性能。
2.1 高聚物分子间的作用力 2.2 高分子的聚集态结构模型 2.3 高聚物结晶的形态和结构 2.4 高聚物的结晶过程 2.5 结晶热力学 2.6 高聚物的取向态结构 2.7 高聚物的液晶态结构 2.8 共混高聚物的织态结构
洛斯对凝胶提出来的。这个模型的提出，打破了以往认为高分子无规线团是杂乱无章的聚集态的概念，证明了不完善结晶结构的存在。
这个模型认为：在结晶高聚物中，晶区和非晶区互相穿插，同时存在于结晶高聚物中。在晶区中，分子链相平行排列，形成规整的结构，但晶区的尺寸非常小，一根分子链可以同时通过几个晶区和非晶区；而在非晶区中，分子链的堆砌是完全无序的。
ΔHv：摩尔蒸发热 RT：转化为气体所做的膨胀功
内聚能密度(CED): 单位体积的内聚能
CED
E V~

第二章高分子的聚集态结构

诱导力：极性分子的永久偶极与它在其它分子上引起的诱导偶极之间的相互作用力
色散力：分子瞬间偶极之间的相互作用力。它存在一切极性和非极性分子中，是范氏力中最普遍的一种。在一般非极性高分子中，它甚至占分子间作用总能量的80~100%。PE、PP、PS等非极性高聚物中的分子间作用力主要是色散力。
氢键
空间格子（空间点阵）：把组成晶体的质点抽象成为几何点，由这些等同的几何点的集合所以形成的格子，称为空间格子，也称空间点阵。点阵结构中，每个几何点代表的是具体内容，称为晶体的结构单元。所以，晶体结构=空间点阵+结构单元
直线点阵——分布在同一直线上的点阵
平面点阵——分布在同一平面上的点阵
空间点阵——分布在三维空间的点阵
液体固体液晶态取向结构织态结构
晶态非晶态
意义：高分子链结构决定的聚合物的基本性能特点，而凝聚态结构与材料的性能有着直接的关系。
研究聚合物的凝聚结构特征、形成条件及其材料性能之间的关系，对于控制成型加工条件以获得预定结构和性能的材料，对材料的物理特性和材料设计都具有十分得要的意义。
高聚物的聚集态结构很长一段时间内搞不清楚，很长而柔的链分子如何形成规整的晶体结构是很难想象的，特别是这些分子纵向方向长度要比横向方向大许多倍；每个分子的长度又都不一样，形状更是变化多端。所以起初人们认为高聚物是缠结的乱线团构成的系统，象毛线一样，无规整结构可言。
内聚能密度就是单位体积的内聚能(J/cm3)
CED EV~
一些高聚物的内聚能密度
聚合物聚乙烯聚异丁烯丁苯橡胶聚丁二烯天然橡胶
CED/J·cm-3 260 a 272 276 276 280
橡胶
聚苯乙烯
306

第2章高分子的聚集态结构

缨状微束的概念理解示意图
折叠链模型
折叠链模型：聚合物晶体中，高分子链以折叠的形式堆砌起来的。伸展的分子倾向于相互聚集在一起形成链束，分子链规整排列的有序链束构成聚合物结晶的基本单元。这些规整的有序链束表面能大，自发地折叠成带状结构，进一步堆砌成晶片。折叠链模型
特点：聚合物中晶区与非晶区同时存在，同一条高分子链可以是一部分结晶，一部分不结晶；并且同一高分子链可以穿透不同的晶区和非晶区。
第 2章高分子的聚集态结构
研究高分子材料的性能单是研究分子结构是远远不够的，还必须了
解这些分子是如何排列、堆砌起来的聚集态结构。事实上，聚合物的性能，特别是它们的物理性能在更大程度上决定于它的聚集态结构。
物质是由无数分子组成的，这些分子聚在一起，会有不同的排列形
式。分子堆砌在一起的结构就称为聚集态结构。小分子的个体小，变化比较单一，一般只有结晶和非晶两种状态，物质可以气态、液态和固态三种聚集态存在；高分子的相对分子质量很大，分子的组成不同，分子间的相互作用力不同，因此，分子链聚集在一起的形态也不同。它的聚集态结构就变得十分复杂。对于高分子化合物，并不存在气态。可以有液态和固态。高分子的聚集态主要有非晶态、晶态和取向态等。
又很大，且存在着多分散性，所以，高分子链间的相互作用不能简单
地用某一种作用力来表示。一般，常用内聚能和内聚能密度来衡量。
内聚能和内聚能密度
内聚能定义为克服分子间作用力，把一摩尔液体或固体分子移到其分子引力范围之外所需要的能量。根据热力学第一定律，内聚能
△E=△Hv–RT △Hv是摩尔蒸发热, RT—转化为气体时所作的膨胀功。
单晶
何外形的薄片状晶体。一般聚合物
的单晶只能从极稀溶液（质量浓度小于0.01wt%)中缓慢结晶而成。

高分子物理凝聚非晶态、液晶、取向结构

（a）主链型液晶高分子
链的柔顺性是影响液晶行为的主要因素。完全刚性的高分子，熔点很高，通常不出现热致型液晶，而可以在适当溶剂中形成溶致液晶。在主链液晶基元之间引入柔性链段，增加了链的柔性，使聚合物的 Tm降低，可能呈现热致型液晶行为。
O C O （CH2）x-2 C O O C C CH H
3
n
按液晶的形成条件分
27
按液晶基元所在位置分类
主链型液晶
侧链型液晶
28
主链液晶
侧链液晶
液晶基元位于分子主链的高分子称为主链型液晶高分子。
液晶基元位于分子侧基者的高分子称为侧链型液晶高分子。串型
腰接侧链型
组合式
29
按液晶形成条件分类
溶致液晶：在某一温度下，因加入溶剂而呈现液晶态的物质 ---- 核酸，蛋白质，芳族聚酰胺 PBT, PPTA (Kevlar) 和聚芳杂环PBZT, PBO 热致液晶：通过加热而形成液晶态的物质 ---共聚酯，聚芳酯Xydar, Vector, Rodrum 感应液晶：外场（力，电，磁，光等）作用下进入液晶态的物质 ---- PE under high pressure 流致液晶：通过施加流动场而形成液晶态的物质 ----聚对苯二甲酰对氨基苯甲酰肼
液晶原位增强聚合
液晶的应用液晶的应用
液晶显示 LCD- Liquid crystal display 液晶纺丝：在低牵伸倍数下获得高度取向、高性能纤维。
39
LCD – Liquid crystal display
40
Kevlar – PPTA – Poly(p-phenylene terephthalamie)
第二节非晶态聚合物结构

高分子的聚集态结构

5
分子间作用力的表征：内聚能与内聚能密度

内聚能：克服分子间作用力，把1摩尔凝聚体（液体或固体）分子移到其分子间的引力范围之外（汽化时）所需要的能量△E。 △E = △Hv - RT
(△E为内聚能， △Hv为摩尔蒸发/升华热)

内聚能密度：是单位体积的内聚能（cohesive energy density —简写为CED）。 △E CED = V m

12
影响聚合物单晶生长的因素

溶液的浓度：为了培养完善的单晶，溶液的浓度必须足够稀，以避免分子链的缠结。通常浓度约0.01%时可得单层片晶。

结晶温度：若得到完善的单晶，需使结晶速度足够慢，以保证分子链的规整排列和堆砌。一般过冷程度20-30K时，可形成单层片晶；增加过冷程度，可生成多层片晶，甚至更复杂的形式。
6
CED大小与聚合物物理性质间的关系

CED < 290 J/cm3 的高聚物都是非极性高聚物，可用作橡胶。 CED > 420 J/cm3的高聚物，由于分子链上有强极性基团，或者分子链间能形成氢键，分子间作用力大，可做纤维材料或工程塑料。

CED在290－420 J/cm3之间的高聚物分子间力适中，适合作塑料使用。
15
每个晶胞有Z=2个链节
9
等规聚丙烯晶胞结构

等规聚丙烯（PP）属单斜晶系，a = 0.665 nm, b = 2.096 nm, c=0.650nm。α＝γ＝90o, β＝99.2o 。但结晶条件不同，还有单斜、六方、拟六方不同的晶型，晶型不同、聚合物的性能也不同。

每个晶胞含 12个链节
10
3

高分子物理第二章高聚物的聚集态结构

晶态非晶态
取向结构 Orientation
决
决
高分子的聚集态定聚合物的基本性能特点定材料的性能
控制成型加工条件
获得
预定材料结构
得到
预定材料性能
高聚物的聚集态
晶态一般晶态与半晶态
半晶态取向晶态与半晶态玻璃态
非晶态取向态Leabharlann 橡胶态粘流态液晶态
织态
第二节结晶高聚物的结构模型
一、樱状微束模型（两相结构模型）
从而存在最大结晶温度Tmax
Tmax＝（0.80～0.85) Tm
低温
高温
Tmax=0.63 Tm+0.37 Tg-18.5
如: PP Tm=176℃ Tmax=0.85(176+273)K=381K
例如定向PS
Tc →Tm时，成核少，但生长快，
容易成为大球晶，不透明，脆，
表面粗糙。
Tc →Tg时，成核多，但生长慢，容易成为小球晶，可能透明，脆，表面细致。
这是人们多年来所接受和公认的结晶高聚物的结构模型。
1、依据：通过X-衍射
证实：除了有晶相的衍射环外，还有由于非晶造成的弥散环。
2、中心论点：高聚物只能部分结晶，有晶区，同时也有非晶区，
两相同时并存，一条高分子链可以贯穿好几个晶区和非晶区，在非晶区中分子链仍是卷曲的。
3、应用：用此模型可以解释一些实验事实，但有另一些实验事
后来许多聚合物如古塔波胶，PP, 聚α－烯烃，纤维素及衍生物等也相继培养出了单晶。在电镜下可以清楚的看到这些单晶具有规则的几何外形。
Andrew Keller (1925～) 英国
远程有序和进程有序贯穿整个晶体。

第2章聚合物的凝聚态结构

次价力的影响
CED<70 cal/cm3 （290J/cm3 ）分子链间相互作用小分子链柔软、宏观为橡胶材料分子链柔软、 CED>100 cal/cm3 （400J/cm3 ）分子链间相互作用大分子链刚硬、分子链刚硬、宏观为纤维材料 CED 介于之间、宏观为塑料介于之间、
线型高聚物的内聚能密度
等规聚丙烯的的结晶结构
---分子链呈螺旋状结构 ---分子链呈螺旋状结构
等规聚丙烯的等同周期为0 65nm 且每个等同周期中含有3 nm，等规聚丙烯的等同周期为 0 . 65 nm，且每个等同周期中含有 3 个单体单元。体单元。 665nm nm， 096nm nm， 90° 99. a＝0.665nm，b＝2.096nm，α＝γ＝90°，β＝99.2°，单位晶胞属于单斜晶系。胞属于单斜晶系。由图2 12可知，单位晶胞中单体数目为12 据此， 12可知 12。由图2—12可知，单位晶胞中单体数目为12。据此，可以计算出等规聚丙烯的密度ρc ρc。规聚丙烯的密度ρc
X射线衍射实验证明，在很多结晶聚合物中高分子链确射线衍射实验证明，实堆砌成具有三维远程有序的点阵结构，即晶格。实堆砌成具有三维远程有序的点阵结构，即晶格。结晶聚合物的晶体结构、结晶程度、结晶聚合物的晶体结构、结晶程度、结晶形态等对其力学性能、电学性能、光学性质都有很大影响，力学性能、电学性能、光学性质都有很大影响，研究晶态结构具有重要理论和实际意义。晶态结构具有重要理论和实际意义。晶胞的类型一共有7 其中，立方、六方为高级晶系，晶胞的类型一共有7种，其中，立方、六方为高级晶系，正方(四方) 斜方为中级晶系，三斜、正方 ( 四方) 、斜方为中级晶系，三斜、单斜为初级晶系。在高分子晶系中，在高分子晶系中，由于长链造成各向异性而不出现立方晶系，而且，属于高级晶系的也很少，方晶系，而且，属于高级晶系的也很少，多数属于初中级晶系。级、中级晶系。

高分子物理第二章：高分子的凝聚态结构

*结晶对物理性质的影响非晶高分子材料一般是透明的，而结晶高分子材料一般都
是不透明或半透明的。 *结晶高分子材料的透明性与球晶的尺寸有关：
当球晶的尺寸大于入射光的半波长时，在晶相和非晶相界面发生折射和反射，材料不透明；
当球晶的尺寸小于入射光的半波长时，在晶相和非晶相界面不发生折射和反射，材料透明。 * 球晶尺寸与材料的力学性能的关系：
球晶尺寸越大力学性能越差，因为球晶的边界会有更大的裂缝成为力学薄弱环节。
3、2 高聚物晶体的结构：一、晶格、晶胞和晶胞参数
当物质内部的质点（可是原子、分子、离子）在三维空间呈周期性的重复排列时，该物质称为晶体。
晶态高聚物通常由许多晶粒所组成，x射线衍射分析可知，每一晶粒内部具有三维远程有序的结构。但是，由于高分子链是长链分子，所以呈周期排列的质点是大分子链中的链节，而不是原子、整个分子或离子。这种结构特征可以仿照小分子晶体的基本概念与晶格参数来描述。
晶格——晶体具有的空间点阵，点阵的排列使高聚物具有一定的几何形状，称为结晶格子，简称晶格。
晶胞——晶体的最小重复单元。把晶格划分为晶胞，晶胞原子结构确定后，就可确
定晶体结构。
晶胞参数：
用平行六面体来表示晶胞
六个晶胞参数
c
三个晶轴： a，b，c
βα γ
三个晶角： α，β，γ
b
见书上57页表2-4
聚集态
气态液态固态
相态
气相液相晶相
注意：高聚物无气态，这是因为高聚物的分子量很大分子间作用力很大，此分子间作用力大于分子中化学键的键能，高聚物在气化以前早以分解了，所以无气态。
因而研究单个高分子的行为都是在稀溶液中进行。
高聚物的聚集态

高分子物理第二章高分子凝聚态结构

高分子物理第二章高分子凝聚态结构
凝聚态(聚集态)与相态
凝聚态：物质的物理状态, 是根据物质的分子运动在宏观力学性能上的表现来区分的, 通常包括固、液、气体（态），称为物质三态
相态：物质的热力学状态，是根据物质的结构特征和热力学性质来区分的，包括晶相、液相和气相（或态）
一般而言，气体为气相，液体为液相，但固体并不都是晶相。如玻璃(固体、液相)
xcwvvaavvc
ρc(ρρa) ρ(ρcρa)
高分子物理第二章高分子凝聚态结构
2. X射线衍射法
Ac x 10% 0 c
A KA c a 高分子物理第二章高分子凝聚态结构
3.量热法(DSC）
（Differential scanning calorimetry - DSC
DSC sensor
其他在结晶中分子链取平面锯齿形构象的聚合物还有脂肪族聚酯、聚酰胺、聚乙烯醇等。
实验证明，等规PP的分子链呈螺旋状结构，
高分子物理第二章高分子凝聚态结构
晶胞密度： c
MZ N AV
其中: M----结构单元分子量 Z----单位晶胞中单体(即链结构单元)的数目 V----晶胞体积 NA----为阿佛加德罗常数
小角中子散射本体和溶剂中的均方旋转半径相同
局部有序模型
1972年Yeh两相球粒模型, 认为非晶聚合物中具有 3~10nm范围的局部有序性。
非晶态聚合物密度要比无规线团计算的密度高
TEM形态结构观察,球粒结构
高分子物理第二章高分子凝聚态结构
高分子物理第二章高分子凝聚态结构
高分子物理第二章高分子凝聚态结构
取向态:纤维和薄膜必不可少的加工过程，了解取向因子的
含义和掌握取向度的测定方法具有十分重要的意义。

非晶态与取向态

2.4.2 聚合物的取向机理
非晶态聚合物: 非晶态聚合物:
– 链段取向 – 分子链取向
晶态聚合物: 晶态聚合物:
– 非晶区: 链段与分子链取向非晶区: – 晶区: 微晶(晶粒)的取向晶区: 微晶(晶粒)
取向与解取向
取向与结晶
– 取向态是一种热力学不稳定状态, 分取向态是一种热力学不稳定状态, 子链或链段在一维或二维方向有序排列 – 取向有利于结晶
ห้องสมุดไป่ตู้
2) 在液晶显示技术上的应用主要是利用向列型液晶灵敏的电响应特性和光学响应特性，制造液晶显示器；利用胆甾型液晶的颜色随温度变化的特性，制造温度测量器，灵敏可达到小于0.1oC。 3) 在高聚物加工中的应用可以降低高聚物的加工温度，防止高聚物在高温下分解，同时改进高聚物材料的性能。
接插件
向列相 (nematic)
只有方向序，只有方向序，没有位置序
近晶A相近晶相 (smectic)
有位置序和方向序，有位置序和方向序，但在层内无序
近晶C相近晶相
有位置序和方向序，有位置序和方向序，但方向矢与位置矢有夹角
盘状
2.3.3 高分子液晶的特性及应用 1. 高分子液晶的流变性质在液晶的许多特性中，特别有意义的它的独特的流变性质。通常高聚物溶液体系的粘度，随着高聚物浓度的增加而单调地增加，但是高分子液晶体系的粘度在低切变应力下，呈现相反的行为。这是由于浓度很低时，溶液为均匀的各向同性溶液，随着浓度的增加，体系的粘度迅速增加，粘度出现一个极大值，到底这个粘度后，体系开始建立起一定的有
在粒间区中，主要由无规线团，低分子物，分子链末端以及连接链组成，大小为10~50Ao。而在有序区和粒间区之间有一个粒界区，这一部分主要因折叠链的弯曲部分，链端，缠结点以及连接链组成，大小为10~20Ao。

高分子物理第2章聚合物的凝聚态结构

50微米的菱形片状PE单晶
伸展的分子链垂直于晶片的平面；
线形的高分子链是怎样规整地排入10nm厚的晶片中？ 1）结晶性高分子在一定条件下；
2）伸展的高分子链趋向于相互靠近有规地聚集成链束(其长度可比分子链更长)；
3）聚对苯二甲酸乙二酯、尼龙66和聚丙烯腈的分子间作用力大，柔顺性较差，刚性和强度较大，宜作纤维。
第二节结晶聚合物
一、结晶聚合物
聚合物结晶条件：
高分子链本身具有必要的规整结构适宜的温度，外力熔体结晶
高分子结晶形成晶体
方法
玻璃体结晶
溶液结晶
例如： PE、PP、PVC、PS、PAN
高分子链可以从熔体结晶，从玻璃体结晶，也可以从溶液结晶。
★
CED=300 — 400J/cm3聚合物，为塑料。
192 4
例1 : 根据高聚物的分子结构和分子间作用能，定性地讨论表中所列各高聚物的性能。
高聚物聚乙烯聚异丁烯天然橡胶聚丁二烯丁苯橡胶聚苯乙烯内聚能密度 259 272 280 276 276 305 高聚物聚甲基丙烯酸甲酯聚醋酸乙烯酯聚氯乙烯聚对苯二甲酸乙二酯尼龙66 聚丙烯腈内聚能密度 347 368 381 477 774 992
解释：
1）聚乙烯、聚异丁烯、天然橡胶、聚丁二烯和丁苯橡胶都有较好的柔顺性，它们适合于用作弹性体。其中聚乙烯由于结构高度对称性，太易于结晶，从而实际上只能用作塑料，但从纯C－C单键的结构来说本来应当有很好的柔顺性，理应是个橡胶。 2）聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯和聚氯乙烯的柔顺性适中，适合用作塑料。
聚乙烯的单晶模型
1924
电子衍射图
PE单晶的透射电镜照片

大学本科高分子物理第二章《聚合物的凝聚态结构》课件

===90
Three perpendicular two-fold rotation axis
Monoclinic
a bc ==90; 90One two-fold rotation axis
Triclinic
a bc 90
None
a,b,c – unit vectorial distances
第二章聚合物的凝聚态结构
本章课时 6
1
固体
凝聚态为物质的物理状态
液体
气体
晶态液态
相态为物质的热力学状态
气态
高分子凝聚态是指高分子链之间的几何排列和堆砌状态
液体固体液晶态
取向结构
晶态非晶态
织态结构
2
高分子的凝聚态结构
决聚合物的基本决定性能特点定
材料的性能
控制成型加工条件
=bc;= ac;= ab
20
Structure of PE、PP crystal cell
左图：PE的晶体结构上图：PP的晶体结构
21
晶胞密度求解
c
MZ N AV
M是结构单元分子量；
Z为单位晶胞中单体(即链结构单元)的数目；
V为晶胞体积；
NA为阿佛加德罗常数
22
2.2.2聚合物的结晶形态（晶体的外形）
24
Maltese Cross in Isotactic Polystyrene
偏光显微镜照片
25
Maltese Cross的形成原因
26
Maltese Cross
27
电镜观察的球晶结构
Spherulite model and the Microscopy of PE spherulite 球晶模型及PE球晶的电镜照片

晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构

晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶
态结构
晶态结构是指物质中的原子、离子或分子，在空间中按照规律有
序排列的结构。

一般有周期性的、有序的结构，并且具有明确的晶格
常数、晶面等特征。

晶体结构可以被描述为晶胞（最小重复单元）和
晶格的集合。

在晶胞中，原子、离子或分子的排列方式可以使它们在
整个晶体中重复出现，形成一定的对称性。

非晶态结构倒是与晶态结构相反，它是没有严格有序排列的，也
没有明确的晶格常数和晶面等特征结构。

非晶态结构是指物质中的原子、离子或分子没有任何规则的排列方式，而且中心的对称性很低。

非晶态结构的物体通常呈无定型，没有明显的形状和边缘。

取向态结构是晶体本身的晶格结构外，还呈现出一定的取向现象，即在某一方向具有较好的结晶性。

这是由于物质在晶体生长过程中受
到的外界条件或内部因素引起的。

取向态结构可以用晶体的方向或者
晶面的方向来描述。

液晶态结构是介于晶态结构和非晶态结构之间的结构。

它同时具有了晶态和非晶态的一些性质。

液晶分为立方液晶和各向异性液晶。

立方液晶，也叫同像液晶，具有等方性，不受取向的影响。

而各向异性液晶则能受到外部电场或电磁波的作用，不同方向上的分子排列方式也不相同。

总结而言，晶态是有序排列的结构，非晶态是没有规则排列的结构，取向态是有取向性的结构，而液晶态则介于晶态和非晶态之间，同时具有某些性质。

不同的结构类型在不同的领域应用广泛，例如晶态结构可用于电子学领域的器件制造，而液晶态结构则适用于显示技术等领域。

2-1 第二章凝聚态-晶态、非晶态

第二章高分子的凝聚态结构
1
• • • • •
2.1晶态聚合物的结构 2.2非晶态聚合物结构 2.3 高分子液晶 2.4 聚合物的取向结构 2.5 多组分聚合物
2
教学内容：聚合物的各种凝聚态结构（晶态、非晶态、液晶态、取向和织态结构）
教学目的：通过本章的学习全面掌握高分子链之间的各种排列方式及由此而产生的各种凝聚态结构，弄清高分子链结构条件和外部条件与凝聚态结构之间的关系，了解各种凝聚态结构的表征和应用，初步建立凝聚态结构与性能之间关系。重点和难点：各种凝聚态结构（晶态、非晶态、液晶态、取相态、高分子合金的织态）的结构特点、形成条件和性能差异。
24
空间格子（空间点阵）
• 把组成晶体的质点抽象成为几何点，由这些等同的几何点的集合所形成的格子，称为空间格子，也称空间点阵。 • 点阵结构中，每个几何点代表的是具体内容，称为晶体的结构单元。 • 所以，晶体结构=空间点阵+结构单元
晶体结构与点阵的关系
25
• 直线点阵——分布在同一直线上的点阵
a b c, a b g 90 0
a b c, a g 90 0 , b 90 0
a b c,a b g 90 0
28
晶面和晶面指数
晶格内所有格子点全部集中在相互平行的等间距的平面群上，这些平面叫做晶面。晶面与晶面之间的距离叫做晶面间距。
• 具有较大的侧基的高分子，为了减小空间阻碍，降低位能，则必须采取旁式构象。例如：全同PP，聚邻甲基苯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，聚4-甲基-1-戊烯，聚间甲基苯乙烯等。
39
等规聚丙烯（IPP）
1．PP构象（螺旋构象H31） 2．晶系：单斜、六方、拟六方 3．晶胞俯视图（单斜）

高分子物理第二章高分子的凝聚态结构

范德华力
诱导力：极性分子的永久偶极与它在邻近分子上引起的诱导偶极之间的相互作用力。6~13KJ/mol
色散力：是分子瞬间偶极之间的相互作用。是一切分子中，电子在诸原子周围不停的旋转着，原子核也不停的振动着，在某一瞬间，分子的正负电荷中心不相重合，便产生了瞬间的偶极。色散力存在于一切分子中，是范德华力最普遍的一种。0.8~8KJ/mol
立方晶系
六方晶系
四方晶系
三方晶系
正交晶系
单斜晶系
三斜晶系
第二章高分子的凝聚态结构
2.1.1 晶体结构的基本概念
(3)晶面和晶面指数
结晶格子内所有的格子点全部集中在相互平行的等间距的平面群上，这些平面叫做晶面
第二章高分子的凝聚态结构
2.1.1 晶体结构的基本概念
晶面指数从不同的角度去观察某一晶体，将会见到不同的晶面，所以需要标记，一般常以晶面指数（Miller指数）来标记某个晶面
2.1.1 晶体结构的基本概念
（1）空间格子(空间点阵)：把组成晶体的质点抽象成几何点，有这些等同的几何点的集合所形成的格子，点阵中每个质点代表的具体内容为晶体的结构单元。
晶体结构
= 空间点阵 + 结构基元（重复单元）第二章高分子的凝聚态结构
2.1.1 晶体结构的基本概念
（2）晶胞和晶系
第二章高分子的凝聚态结构
高分子的结构
高分子的结构
高分子链的结构
近程结构（一次结构）
化学组成分子构造
共聚物序列结构
远程结构（二次结构）
构型
大小
柔顺性
高分（子三聚次集结态构结）构
第二章高分子的凝聚态结构

第2章 聚集态结构——第06讲 非晶态与取向态(1)

【高分子物理】第2章 高聚物的聚集态结构

第二章 高分子的聚集态结构

第2章 高分子的聚集态结构

高分子物理 凝聚 非晶态、液晶、取向结构