取向-s聚合物结构.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * 无法确定 3. X 射线衍射法 定性法 定量法 已知取向晶体的晶面间距为d，由Bragg方程求得? 测试装置设定为入射角与参考方向夹角为? ? ? 光源 检测器 转动样品 ? ? I(?) 0 ? ? ? ? ? ? ? ? 取向过程与影响 一维取向：拉伸，如纺丝过程 二维取向：吹膜或双向拉伸 烘箱 冷却 聚乙烯溶液 例：聚乙烯纤维生产 取向材料的结构特征：取向方向上原子之间的作用力以化学键为主，垂直取向方向原子之间的作用力以范德华力为主 力学性能：抗张强度及挠曲疲劳强度在取向方向上大大增加，而与其垂直的方向上降低 光学性能：双折射现象 热学性能：Tg提高，结晶度增加 取向可诱导结晶，提高结晶速率 弹性模量与拉伸比之间有密切关系 聚乙烯 等规聚丙烯 聚甲醛 聚对苯二甲酸乙二酯 尼龙6 金刚石 取向聚合物的模量 聚合物 弹性模量(GPa) 一些聚合物的最大室温弹性模量 240-360 42 54 140 250 800 伸长/键角/扭曲=100/10/1 SEM – Scanning Electron Microscopy Experiments to Determine the Degree of Orientation 取向度的测量方法 Sonic velocity method 声速法 Wide-angle X-ray diffraction 广角X射线衍射法 Birefringence anisotropic method 双折射法 Infrared Dichroism 红外二向色性 Scanning Electronic Microscopy 扫描电镜 判断 聚丙烯纤维的双折射Δn=0.028,尼龙66Δn=0.063，故取向程度大小顺序为： 聚丙烯大于尼龙 尼龙大于聚丙烯 无法确定 未取向结晶聚合物的广角X射线衍射图象为 衍射环 弥散圆 衍射点 * * * * * * * * * * * * * * * 为了比较材料的取向程度，引入取向度的概念，它是取向材料结构特点的重要指标，也是研究取向程度与物理性质关系的重要参数。 * 平行时， theta=0, 垂直时，theta=90 无规时，三个方向平均分配， cos2?=1/3， theta=54度44分 2005年11月第一次测验 高分子的取向因子的定义为，当f=0时表示　分子链不取向　　，f=1时表示　分子链完全取向　。 * 第二章第13题 * 取向度的测量在实际中十分有用：如湖北的藕和北方的藕。 湖北藕和北方藕的问题：可能是纤维素含量问题，或纤维素初始取向问题。 实际自然界还有一些：如核桃、椰子、花生外壳的成分比较 2003年十月的高分子年会：上海复旦大学的邵正中教授研究“蚕吐丝行为和其力学性能的关系”，很有意思的生物高分子题目 * 2003年十月在鲁讯故居参观时见到一副轿子，其中的抬杆十分奇特：长大4~5米，但粗细却只有大约2厘米的直径（即长度可达我们教室的长，但粗细只有两个指头粗）。要是一般的木材肯定断了，所以问了导游。导游回答是绍兴铁梨木做的，其实细想起来恐怕是这种木材的纤维取向更好，从而才能有如此好的韧性。 * 一般说来在，植物的径的纤维取向远远高与纤维在果肉中的取向和含量。因为树枝的强度，支撑果实等等都是由纤维素提供强度的。而果实来说因为它的目的是传播种子，因此需要有一定量的蛋白质、淀粉等。 南瓜的力量 美国麻省Amherst学院曾经进行了一个很有趣的实验.我们知道,南瓜是很结实的,可以承受很大压力,但一个成熟了的南瓜,经过实验,一般能承受500磅的压力就破了.于是这些生物学家就用很多铁箍箍住南瓜,以观察南瓜逐渐产生的压力有多大.最初他们估计南瓜能承受500磅(将近500近)的压力,在第一个月,南瓜承受住了500磅压力,随后的第二个月,南瓜承受了1500磅的压力;当南瓜承受到2000磅的压力时,必须加铁圈才能避免南瓜撑开铁箍.到最后,南瓜承受的压力超过5000磅,是原先估计的十倍. 但他们打开南瓜,发现它已经无法食用,因为此时中间充满了坚韧牢固的层层纤维;为了吸收营养以便突破限制南瓜生长的铁箍,南瓜中充满了类似根的物质,以获得强大的支撑.这里,即是高取向物质,从而产生了十倍于通常南瓜的对抗压力. * * 4. 8 取向 Orientation 取向(orientation)：在外力作用下，分子链沿外力方向平行排列。聚合物的取向现象包括分子链、链段的取向以及结晶聚合物的晶片等沿特定方向的择优排列。 小分子取向为什么不明显？ 结构单元关于特定方向排列的倾向性 (a) 基团取向 (b)