高分子聚集態結構模型

①非晶態結構模型

　　早期人們認為非晶態高聚物就是由高分子鏈完全無規纏結在一起的“無規線團”,但這樣的結構不能解釋有些高分子能瞬間結晶的事實。后來X射線衍射實驗和電子顯微鏡觀察,都發現非晶態高聚物中都存在局部有序性,即內部存在著 幾到幾十納米的“小晶粒”,所以一些學者提出了不同的局部有序模型,如“兩相結構模型”:非晶態高聚物主要包括顆粒與粒間兩個區域,顆粒區即由高分子鏈折疊而成的所謂晶粒,大小在310nm。這種折疊排列較規整,但比晶態的有序區要差很多,并且個分子可同時組成幾個晶粒。粒間區則是完全無規的,其內混有 相對分子量較低的分子及穿過幾個顆粒的高分子鏈的過渡區,15nm。這個模型解釋了為什么非晶態高聚物密度較完全無規的同系物高,以及高聚物結晶過程相當快的實驗事實。

聚乙烯蠟（賽諾）

②結晶態結構模型

　　高分子由于分子鏈長,對稱性差,所以高分子結品有兩個特點:一一是結晶不容易，不規則，結晶度一般不太高;二是結晶不完全，任何晶體均是晶區和非晶區并存。關于聚合物結晶態結構模型很多，其中，有代表性的為以下幾個。

a纓狀膠束模型

　　該模型提出在結晶聚合物中，晶區和非品區相互連接，共同存在，晶區尺寸很小，大小在1~ 100nm之間，一個分子鏈可以穿過幾個晶區和非晶區:在晶區中，分子鏈段規則平行排列，通常是無規取向的。而在非晶區中，分子鏈段是無規排 列的。

b.折疊鏈模型

　　電子街射研究發現，高分子單品都具有一般共同的形態，即厚度約為10nm,長、寬達幾十微米的薄片品，并且高分子鏈的方向垂直于片品平面。因高分子鏈的長度可達100~1000nm,所以大分子鏈只有反復連續折疊，才能形成晶片。高聚 物溶液和熔體冷卻而形成的球晶中，基本單元也是具有折疊鏈結構的、厚度為10nm左右的薄晶片。

c.折疊鏈片晶

　　高聚物的單品體一般只能從極稀的高分子溶液(濃度小于0.1%)中緩慢結晶時而得到，它是具有一定規則的幾何外形的薄片狀晶體。凡是具有結晶能力的高聚物，在適宜的條件下，都可結晶成單晶體。雖然不同的高聚物其單品外形不同，但 都具有折疊鏈片品的結晶，即品片厚一般為10nm左右，與分子量無關，但隨結晶溫度及熱處理條件而變。

d.球晶

　　聚合物在沒有應力或流動的情況下，由熔體冷卻或從濃溶液(>1%)中結品，傾向于形成球狀晶體，稱為球品。球晶是許多從球心徑向生長的晶片形成的多晶聚集體，聚合物球晶中分子鏈通常是垂直于球晶半徑方向排列的。球晶生長是以晶核為中 心，從初級晶核生長的多層片品，在結晶缺陷點發生分叉，逐漸向外張開生長，形成新的片品，它們在生長時發生進一步分又形成新的片品，如此反復，終形成以晶核為中心、三維向外發散的球形對稱結構。球品的直徑可以從兒納米，到幾十納米，甚至可達厘米 數量級。

　　球晶的大小對材料的力學性能有著很大的影響。球晶越大，材料的沖擊強度越小，越易破裂，材料的透明性越差。如果球晶尺寸小于可見光波長時,光線不發生折射和反射,材料是透明的。所以研究球晶的結構與形成條件等是很重要的。那么要控制球晶的大小可采取下面三種方法:a.將高聚物熔體急速冷卻,生成較小的球晶;緩慢冷卻,則生成較大的球晶;b.采用共聚方法,破壞鏈的均一和規整性,生成較小球晶;c.外加成核劑,可獲得小的,甚至微小的球晶。

　　賽諾化工，15年積淀，聚乙烯蠟品牌生產商。專注從事潤滑分散體系的研發生產，包含聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、EBS、硬脂酸鋅等助劑的研發、生產、應用工作。咨詢熱線： 400-8788532。