213聚合物的结晶形态和研究方法市公开课一等奖省赛课获奖课件

2.1.3聚合物结晶形态和研究方法形态学(Morphology)：单个晶粒大小、形状及其它们聚集方式。研究方法：TEM(HRTEM);OM高分子晶体特征：尺寸较大（宏观或亚微观）；结晶不完善，轻易形成缺点结构。213聚合物的结晶形态和研究方法第1页2.1.3.1单晶(Singlecrystals)热力学单晶特征：三维空间周期排列、长程有序、有一定外形。高分子单晶：单层片晶总称，不是热力学意义上真正单晶，大多是多重孪晶。多晶：由无数微小单晶体无规则地聚集而成晶体。213聚合物的结晶形态和研究方法第2页高聚物单晶形成条件：极稀高分子溶液(0.1-0.01%)；结晶速度迟缓。形态特征：a、含有规则几何外形；b、薄片状晶体；c、厚度(10nm)远小于长度(Severalmicrometer)；d、分子链取向与片状单晶表面相垂直。213聚合物的结晶形态和研究方法第3页TEMgraphofPEsinglecrystals(Xylenesolution,crystallizedslowly)213聚合物的结晶形态和研究方法第4页ElectrondiffractionphotographforPEsinglecrystals213聚合物的结晶形态和研究方法第5页讨论(1)溶液浓度：小于0.01%时生成单层片晶；约0.1%时生成多层片晶；大于1%时生成球晶。(2)结晶温度：过冷程度（熔点与结晶温度之差）要小，使结晶速度足够慢，以确保分子链规整排列和堆砌。(3)溶剂性质：采取热力学上不良溶剂（对高聚物溶解能力较差），有利于生长较大更为完善晶体。213聚合物的结晶形态和研究方法第6页2.1.3.2球晶（Spherulite）

形成条件：当结晶性聚合物从浓溶液中析出或从熔体冷却结晶时，在不存在应力或流动情况下，通常形成球晶。

尺寸范围：直径0.5~100

m，5m以上用偏光显微镜能够直接观察到。

形貌基本特点：其外貌呈球状，但在生长受阻时展现不规则多面体。所以，球晶较小时展现球形，晶核多并继续生长扩大后成为不规则多面体。球晶形貌本质：多晶聚集体。213聚合物的结晶形态和研究方法第7页光学各向异性：在偏光显微镜两偏振器间，球晶展现特有黑十字消光现象(MalteseCross)

MalteseCrossinIsotacticPolystyrene`213聚合物的结晶形态和研究方法第8页MalteseCross213聚合物的结晶形态和研究方法第9页电镜观察球晶结构TEMgraphofPEspherulites213聚合物的结晶形态和研究方法第10页球晶模型(Spherulitemodel)分子链总是沿垂直于球晶半径方向排列，晶片厚度在10-20nm之间。213聚合物的结晶形态和研究方法第11页213聚合物的结晶形态和研究方法第12页球晶环带结构213聚合物的结晶形态和研究方法第13页环带形成原因：径向发射晶片周期性扭转结果（球晶径向或切向折射率发生周期性改变）。213聚合物的结晶形态和研究方法第14页正球晶：半径方向折射率大于切线方向折射率球晶负球晶：半径方向折射率小于切线方向折射率球晶213聚合物的结晶形态和研究方法第15页偏光显微镜下球晶生长0s30s60s90s120s213聚合物的结晶形态和研究方法第16页Growthmodelofspherulites球晶本质：多晶聚集体晶核---片晶（多层片晶）---分叉生长形成捆束状晶体---球晶（填满空间球形对称外形）213聚合物的结晶形态和研究方法第17页2.1.3.3其它结晶形式树枝状晶：溶液中析出，低温或浓度大，分子量大时生成。213聚合物的结晶形态和研究方法第18页聚乙烯纤维晶电镜照片纤维状晶：存在流动场，分子链伸展并沿流动方向平行排列。213聚合物的结晶形态和研究方法第19页聚乙烯串晶电镜照片串晶：溶液低温，边结晶边搅拌213聚合物的结晶形态和研究方法第20页213聚合物的结晶形态和