非晶态结构讲解

《高分子物理》课程团队：李彩虹余旺旺栗娟苏珺关于非晶态高聚物的结构，争论激烈。主要有两种模型：无规线团模型和两相球粒模型即局部有序模型。a.无规线团模型b.两相球粒模型非晶态结构这个模型应用于聚合物橡胶弹性和粘弹性获得了成功。70年代以来，利用中子散射技术证实了非晶态高聚物中高分子链具有无规线团结构。但是，X衍射实验发现非晶态高聚物中也存在着局部的有序性，因而提出了一些非晶态局部有序模型。1.无规线团模型该模型由FLORY于1949年，根据高分子溶液理论的研究结果推论而提出来的。模型认为：非晶固体中每一根高分子链都取无规线团构象，各高分子链之间可以互相贯通，它们之间可以缠结，但并不存在局部有序结构。因而整个非晶固体是均相的。高分子物理北京理工大学2.两相球粒模型即局部有序模型（折叠链缨状胶束粒子模型）（Yeh,1972）Ø主要观点：存在局部有序非晶态聚合物粒子相粒间相有序区：分子链平行排列粒界区折叠链弯曲部分链端缠结点连接链：无规线团非晶态结构由折叠链构成的粒子相（有序区）和由无规线条构成的粒间相（无序区）组成2～4nm1～5nm1～2nm有序程度与链结构、分子间力和热历史由折叠链的弯曲部分、链端、缠结点和连接链组成（1-2nm）无规线团、低分子无、分子链末端和连接链组成（1-5nm）高分子物理北京理工大学Ø可解释的实验事实（1）橡胶弹性回缩力—无序的粒间相为橡胶弹性变形的回缩力提供必要的构象熵。（2）实验测得非晶区与晶区密度比：ρa(amorphous)/ρc(crystalline)=0.85-0.96，如果是完全无规则为ρa/ρc0.65—说明粒子相的存在。（3）许多高聚物的结晶速度很快—粒子相中链段的有序堆砌，为结晶的迅速发展准备了条件。（4）非晶高聚物缓慢冷却或退火后密度增加—粒子相有序程度的增加和粒子相的扩大。（5）由电子显微镜观察到许多非晶态高聚物的结构中存在3nm-10nm大小的“球粒”,说明其并非均相。有的高聚物经热处理后密度变大，同时球粒增大。两类模型争论焦点非晶态高聚物结构是完全无序，还是局部无序ThankYou！