第05讲分子间作用力及晶态.ppt

1第2章聚合物的凝聚态结构 The Aggregation State of Polymers 2 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) 3 高分子凝聚态?高分子链之间的几何排列和堆砌状态高分子凝聚态液体固体液晶态取向态织态结构晶态非晶态高分子链结构高分子凝聚态结构聚合物的基本性能特点直接决定材料的性能高分子材料的成型条件 4 分子间作用力?范德华力和氢键?表征分子间作用力大小的物理量——内聚能或内聚能密度?内聚能:为克服分子间作用力,将 1mol 凝聚体汽化时所需要的能量?E 物质为什么会形成凝聚态? ?E = ?H v - RT 摩尔汽化热或摩尔升华热汽化时所作的膨胀功 CED = ?EV m 摩尔体积?内聚能密度(CED) :单位体积凝聚体汽化时所需要的能量(Cohesive Energy Density) (Cohesive Energy Density) 晶态结构( Crystalline structure ) 高分子规整堆砌形成结晶高分子链本身具有必要的规整结构适宜的温度,外力等条件玻璃体结晶溶液结晶熔体结晶结晶聚合物的重结晶聚合物的重要实验证据要实验证据 X X射线衍射曲线射线衍射曲线 X-ray diffraction X-ray diffraction X X射线衍射花样射线衍射花样 X X -ray patterns -ray patterns 0 500 1000 10 20 30 40 50 Polar angle (degree) Intensity (cps)6 晶体结构的基本概念?点阵与晶胞?晶体结构= 空间点阵+ 结构基元?晶胞:代表晶体结构的基本重复单位(平行六面体) 7 ???a b c晶胞参数 8 七大晶系 System Axes Axial angles Cubic a=b=c ??=?=?=90 ? Hexagonal a= b?c??=?=90 ?; ?=120 ? Tetragonal a= b?c?=?=?=90 ? Rhombohedral a=b=c ??=?= ??90? Orthorhombic a ? b?c?=?=?=90 ? Monoclinic a ? b?c??=?=90 ?; ?? 90? Triclinic a ? b?c ??????? 90?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 9 晶面指数( h k l ) (Miller indices) 1 2 1 , , 3 3 2 a b c 3 3 2 6 3 4 , , , , 1 2 1 2 2 2 ? a b c c /2a /3 2b /3 (1) 求晶面在三晶轴上的截距(2) 去单位向量,求倒数并通分?? 6, 3, 4 6 3 4 ?(3) 除分母,用圆括号括起来 10 X- 射线衍射的基本原理 X-ray Diffraction (XRD) ①②③ 1a 2a2b 3a3cAB Cd AB + BC = 2 d sin ?2d sin ?=n??