高分子聚集态结构模型

①非晶态结构模型

　　早期人们认为非晶态高聚物就是由高分子链完全无规缠结在一起的“无规线团”,但这样的结构不能解释有些高分子能瞬间结晶的事实。后来X射线衍射实验和电子显微镜观察,都发现非晶态高聚物中都存在局部有序性,即内部存在着 几到几十纳米的“小晶粒”,所以一些学者提出了不同的局部有序模型,如“两相结构模型”:非晶态高聚物主要包括颗粒与粒间两个区域,颗粒区即由高分子链折叠而成的所谓晶粒,大小在310nm。这种折叠排列较规整,但比晶态的有序区要差很多,并且个分子可同时组成几个晶粒。粒间区则是完全无规的,其内混有 相对分子量较低的分子及穿过几个颗粒的高分子链的过渡区,15nm。这个模型解释了为什么非晶态高聚物密度较完全无规的同系物高,以及高聚物结晶过程相当快的实验事实。

聚乙烯蜡（赛诺）

②结晶态结构模型

　　高分子由于分子链长,对称性差,所以高分子结品有两个特点:一一是结晶不容易，不规则，结晶度一般不太高;二是结晶不完全，任何晶体均是晶区和非晶区并存。关于聚合物结晶态结构模型很多，其中，有代表性的为以下几个。

a缨状胶束模型

　　该模型提出在结晶聚合物中，晶区和非品区相互连接，共同存在，晶区尺寸很小，大小在1~ 100nm之间，一个分子链可以穿过几个晶区和非晶区:在晶区中，分子链段规则平行排列，通常是无规取向的。而在非晶区中，分子链段是无规排 列的。

b.折叠链模型

　　电子街射研究发现，高分子单品都具有一般共同的形态，即厚度约为10nm,长、宽达几十微米的薄片品，并且高分子链的方向垂直于片品平面。因高分子链的长度可达100~1000nm,所以大分子链只有反复连续折叠，才能形成晶片。高聚 物溶液和熔体冷却而形成的球晶中，基本单元也是具有折叠链结构的、厚度为10nm左右的薄晶片。

c.折叠链片晶

　　高聚物的单品体一般只能从极稀的高分子溶液(浓度小于0.1%)中缓慢结晶时而得到，它是具有一定规则的几何外形的薄片状晶体。凡是具有结晶能力的高聚物，在适宜的条件下，都可结晶成单晶体。虽然不同的高聚物其单品外形不同，但 都具有折叠链片品的结晶，即品片厚一般为10nm左右，与分子量无关，但随结晶温度及热处理条件而变。

d.球晶

　　聚合物在没有应力或流动的情况下，由熔体冷却或从浓溶液(>1%)中结品，倾向于形成球状晶体，称为球品。球晶是许多从球心径向生长的晶片形成的多晶聚集体，聚合物球晶中分子链通常是垂直于球晶半径方向排列的。球晶生长是以晶核为中 心，从初级晶核生长的多层片品，在结晶缺陷点发生分叉，逐渐向外张开生长，形成新的片品，它们在生长时发生进一步分又形成新的片品，如此反复，终形成以晶核为中心、三维向外发散的球形对称结构。球品的直径可以从儿纳米，到几十纳米，甚至可达厘米 数量级。

　　球晶的大小对材料的力学性能有着很大的影响。球晶越大，材料的冲击强度越小，越易破裂，材料的透明性越差。如果球晶尺寸小于可见光波长时,光线不发生折射和反射,材料是透明的。所以研究球晶的结构与形成条件等是很重要的。那么要控制球晶的大小可采取下面三种方法:a.将高聚物熔体急速冷却,生成较小的球晶;缓慢冷却,则生成较大的球晶;b.采用共聚方法,破坏链的均一和规整性,生成较小球晶;c.外加成核剂,可获得小的,甚至微小的球晶。

　　赛诺化工，15年积淀，聚乙烯蜡品牌生产商。专注从事润滑分散体系的研发生产，包含聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、EBS、硬脂酸锌等助剂的研发、生产、应用工作。咨询热线： 400-8788532。