小角激光光散射法测定球晶半径
实验2 小角激光光散射法测定
全同立构聚丙烯球晶半径
小角激光光散射（Small Angle Laser Scattering，以下简称SALS）法被广泛地用来研究聚合物薄膜、纤维中的结构形态及其拉伸取向、热处理过程结构形态的变化、液晶的相态转变等，已成为研究聚合物结构与性能关系的重要方法。SALS表征的聚合物结构单元的大小在10-10m到10-8m之间。
一、实验目的：
用小角激光光散射法研究聚合物的球晶，并了解有关原理。
二、基本原理：
根据光散射理论，当光波进入物体时，在光波电场作用下，物体产生极化现象，
出现由外电场诱导而形成的偶极矩。光波电场是一个随时间变化的量，因而诱导偶极矩也就随时间变化而形成一个电磁波的辐射源，由此产生散射光。光波在物体中的散射，根据谱频的3个频段，可分为瑞利（Rayleigh）散射，拉曼（Raman）散射和布里渊（Brillouin）散射等。而SALS方法是可见光的瑞利散射。它是由于物体内极化率或折射率的不均一性引起的弹性散射，即散射光的频率与入射光的频率完全相同（拉曼散射和布里渊散射都涉及到频率的改变）。
图2-1为SALS法原理示意图。当在起偏镜和检偏镜之间放入一个结晶聚合物样品时，入射偏振光将被样品散射成某种花样图。图中的θ角为入射光方向与被样品散射的散射光方向之间的夹角，简称为散射角，μ角为散射光方向在YOZ平面（底片平面）上的投影与Z轴方向的夹角，简称方位角。
当起偏镜与检偏镜的偏振方向均为垂直方向时，得到的光散射图样叫做VV散射，当两偏光镜正交时，得到的光散射图叫做VH散射。图7-1所示即VH散射。对SALS散射图形的理论解释目前有模型法和统计法两种。
所谓模型法，是斯坦和罗兹（Rhodes）从处于各向同性介质中的均匀的各向异性球的模型出发来描述聚合物球晶的光散射，根据瑞利-德拜-甘斯（Rayleigh-Debye-Gans）散射的模型计算法可以得到如下的VV和VH散射强度公式： 图2-1 22033[2sincossinVVisrsIAVaaUUUSiUaaSiUUU
222coscos4sincos3]2riaaUUUSiU ---------------（1）
2222033[cossincos4sincos3]2VHirIAVaaUUUSiUU（2）
式中I为散射光强度；V0为球晶体积；ia和ra分别为球晶在切向和径向的极化率；sa为环境介质的极化率；为散射角；为方位角；A为比例常数。SiU为一正弦积分，定义为0sinUxSiUdxx，U为形状因子。对于半径为R。的球晶
04sin2RU -------------------------------- （3）
式中和分别为光在聚合物中的波长和散射角。
从公式（1）和（2）可以看出Vv散射强度与isaa、rsaa和riaa
三项都有关，VH散射强度只与球晶的光学各向异性项iraa有关，而与周围介质无关。此外，VH散射强度以cossin的形式随方位角而变化，故典型的VH散射花样图是对称性很好的四叶瓣图形，且从cossin＝1sin22可知，对于某一固定的散射角，当＝45°，135°，225°和315°时散射强度最大。当＝90°，180°，270°，360°，cossin＝0,0VHI，故VH散射图是对称的四叶瓣。VV散射图像呈二叶瓣形状。而当各向异性项贡献很小时，也可呈圆对称性。塞缪尔斯（Samuels）计算了全同立构聚丙烯薄膜SALS的理论值，并用等强度线画出，理论花样和实验SALS花样取得了很好的一致。当然，实际的测定和理论的计算总会有些偏差。由于在进行理论上的计算时既没有考虑球晶间的相互作用，也没有考虑球晶内部密度和各向异性起伏对散射的影响，在角很小或较大时，实验光强值比理论光强值要大些。
通过实验得到的VH散射花样，可以方便地计算出球晶半径0R。对于某一固定方位角而言，（2）式中的0V、iraa、cos和sin为常数，并在小角度测定的情况下，2cos2接近于1，于是（2）式可改写为：
314sincos3UUUSiUU ------------------------------ （4）
式中B为常数。从（4）式可以得散射光强VHI在极大值时mU＝4.09，代入（3）式，
得： 04.094sin2mR ----------------------------------- （5）
m为光强极大时聚合物中的散射角。根据折射定律:1sinsinmmn,1n。
n为聚合物的折射率；,ma为已经经过聚合物折射的散射角；a为光在空气中的波长。
一般情况下可以用空气中的散射角,ma，用氦氖激光器作光源，a＝0.6328。
0,,4.090.206()4sinsin22amamaR ---------------------- （6）
对照相法所摄底片上的VH散射花样图进行光密度的测定，1,madtgL，d为VH图中心到最大散射强度位置的距离，L为样品到照相底片中心的距离。确定出口,ma计算出球晶半径。从式（6）可看到，m越大，则对应的球晶半径越小。在球晶尺寸较小时，使用光学显微镜不方便的情况下，此法可以很快得到球晶的尺寸数据。必须注意的是，所得R值是样品中尺寸不同的球晶的统计平均的结果。若在结晶过程中摄取散射图形随时间的变化，可求得球晶的生长速率。薄膜拉伸过程中球晶形变，发生形变的球晶的形状因子就不能再用（3）式表示。对受单向拉伸的球晶而言，它的形状因于可以表达为：
112232204sin1(1)coscos22ssRU ---------- （7）
式中s为拉伸比（样品拉伸前后的长度比）；0R为球晶初始半径（未形变前的半径）。
与未形变球晶不同，形变球晶的VH散射花样在不同的方位角有着不同的m/2。
那么，可以选定两个不同的方位角1和2，再测定相对应的两个m值：,1m和,2m，
将其数值代入（7）解联立方程求得样品拉伸比s。
三、仪器与药品：
（1）LS-1型固体小角激光散射仪（图2-2）
光源系统：氦-氖气体激光器（激光波长为6328A）
偏振系统：包括起偏镜和检偏镜。检偏镜是固定的，起偏镜可以转动，并有刻度盘指示所动的角度。 样品台系统：依靠立式导轨及行程手轮作上下移动。必须注意，在用加热台时，不得将样品台移得太高以免烧坏检偏镜。从行程标尺可读出（经校正）样品与照相底片的距离。
照相系统：包括快门、单页暗盒、120型照相机机箱。后者便于连续照相以研究快速变化过程。快门同普通相机快门，速度有“B”（手拉时间），1s，1/2s，1/4s,1/8s,1/15s,1/30s,1/60s,1/125s,1/300s。
（2）熔融炉
（3）恒温水浴
（4）全同聚丙烯粒料
四、实验步骤：
1．聚丙烯晶体样品的制备。将载玻片放在电炉上（200℃），放少许聚丙烯粉末样品于载玻片上，待样品熔化后，用盖玻片盖上并用砝码压匀样品，使样品膜薄而无
气泡。（样品的厚薄对实验的效果有较大的影响。样品太厚时，透射光和散射光太弱，而且会因多次散射效应使散射图像变得弥散。所谓多次散射是由入射光引起的散射光又在散射体内引起二次散射）。熔化20分钟后，迅速投入恒温水浴中，恒温结晶30分钟。水浴温度分别为室温、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃。
2．开启LS-1型小角激光光散射仪的激光电源。调节电流输出旋纽使工作电流为5mA
左右，以保证激光光束稳定。打开快门，并拨至B档，上弦后按下快门线，旋紧快门引线的固定螺丝，使快门处于常开状态。调节光路使光束射在样品上。
3．将样品置于样品台上，调节正交状态，放上观察用的毛玻璃，调节样品台高度，
使散射图象Hv清晰。
4．关闭仪器快门。
5．取下毛玻璃，将一暗盒插入暗盒插座内，关紧仪器门根据散射光强度，选定好快门速度。将暗盒拉盖拉出至仅剩一边缘留在暗盒内，以免在插口处漏光。
6．提上快门，按快门线，拍摄完毕，插入暗盒拉盖，取下暗盒。
7．测量照相底片中心至样品的距离L（估计到小数点后二位，单位为cm）。
8．关闭激光电源，将激光管放电。 图2-2 9．于暗房冲洗底片，晾干，测量Hv图像d值（精确至小数点后H位，单位为cm）。
五、结果处理：
数据记录及计算：
思考题：
1．为什么球晶半径越小，散射图形越大？
2．试估计本方法可测的球晶尺寸范围。
参考文献：
[1] R．S．Stein etc．，J．Appl．Phys．，Vol．31，No．11，1873（1960）
[2] 吴人洁主编，现代分析技术–––––在高聚物中的应用，上海，上海科技出版社，1987
[3] 董炎明，高分子分析手册，北京，中国石化出版社，2004
浙江大学高物实验
偏光显微镜法观察聚合物球晶结构
晶体和无定形体是聚合物聚集态的两种基本形式，很多聚合物都能结晶。聚合物在不同条件下形成不同的结晶，比如单晶、球晶、纤维晶等等，聚合物从熔融状态冷却时主要生成球晶。球晶是聚合物中最常见的结晶形态，大部分由聚合物熔体和浓溶液生成的结晶形态都是球晶。结晶聚合物材料的实际使用性能（如光学透明性、冲击强度等）与材料内部的结晶形态、晶粒大小及完善程度有着密切的联系，如较小的球晶可以提高冲击强度及断裂伸长率。例如球晶尺寸对于聚合物材料的透明度影响更为显著，由于聚合物晶区的折光指数大于非晶区，因此球晶的存在将产生光的散射而使透明度下降，球晶越小则透明度越高，当球晶尺寸小到与光的波长相当时可以得到透明的材料。因此，对于聚合物球晶的形态与尺寸等的研究具有重要的理论和实际意义。
球晶是以晶核为中心对称向外生长而成的。在生长过程中不遇到阻碍时形成球形晶体；如在生长过程中球晶之间因不断生长而相碰则在相遇处形成界面而成为多面体，在二度空间下观察为多边体结构。由分子链构成晶胞，晶胞的堆积构成晶片，晶片迭合构成微纤束，微纤束沿半径方向增长构成球晶。晶片间存在着结晶缺陷，微纤束之间存在着无定形夹杂物。球晶的大小取决于聚合物的分子结构及结晶条件，因此随着聚合物种类和结晶条件的不同，球晶尺寸差别很大，直径可以从微米级到毫米级，甚至可以大到厘米。球晶尺寸主要受冷却速度、结晶温度及成核剂等因素影响。球晶具有光学各向异性，对光线有折射作用，因此能够用偏光显微镜进行观察，该法最为直观，且制样方便、仪器简单。聚合物球晶在偏光显微镜的正交偏振片之间呈现出特有的黑十字消光图象。有些聚合物生成球晶时，晶片沿半径增长时可以进行螺旋性扭曲，因此还能在偏光显微镜下看到同心圆消光图象。对于更小的球晶则可用电子显微镜进行观察或采用激光小角散射法等进行研究。
一、实验目的和要求
了解偏光显微镜的原理、结构及使用方法。
了解双折射体在偏光场中的光学效应及球晶黑十字消光图案的形成原理。
小角x射线散射实验流程
- 1 - 小角x射线散射实验流程
小角x射线散射是一种非常有效的技术，用于研究材料的结构和形态。在小角x射线散射实验中，x射线在样品表面上散射，然后被检测器捕获。通过分析散射的角度和强度，可以了解样品的微观结构和形态。
二、实验步骤
1. 样品制备：将待检测的样品制备成粉末状或薄膜状。样品应当具有足够的均匀性和纯度。
2. 调整实验仪器：将x射线管和检测器调整到合适的位置。根据样品的尺寸和形态，选择适当的散射角度。
3. 开始实验：将样品放置在实验台上，使其与x射线垂直。开启x射线管，开始取数。
4. 取数：根据实验需要，取多组数据。每次取数时，需保持实验条件尽量一致。
5. 数据分析：对取得的数据进行分析，计算出样品的散射强度和角度分布。
6. 结果解释：根据实验结果，解释样品的结构和形态。可以通过与标准样品的比较，来验证实验结果的准确性。
三、注意事项
1. 在实验过程中，要保证样品和仪器的稳定性。尽量避免样品摆动或移动。
2. 在取数时，要保证每次的实验条件尽量一致。例如，x射线 - 2 - 强度、散射角度等参数。
3. 在数据分析时，要根据实际情况选择合适的分析方法和软件。
4. 实验结束后，要对仪器进行清洗和维护，以保证下次实验的准确性和稳定性。
以上就是小角x射线散射实验的流程和注意事项，希望对大家有所帮助。
茂金属聚乙烯与低密度聚乙烯共混的结晶形态和空间电荷效应_王霞
2006年4 月 电 工 技 术 学 报 Vol.21 No.4 第21卷第4期 TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Apr. 2006
茂金属聚乙烯与低密度聚乙烯共混的
结晶形态和空间电荷效应
王 霞1 何华琴1 屠德民1 雷 超2 杜强国2
（1. 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室 西安 710049
2. 复旦大学高分子科学系 上海 200433）
摘要 将少量茂金属聚乙烯（MPE）作为成核剂与普通低密度聚乙烯（LDPE）共混，用电
声脉冲法（PEA）测量了其空间电荷分布；以差示扫描量热法（DSC）研究了共混物的非等温结
晶行为；通过小角激光散射（SALS）和广角X衍射(WAXD)实验研究了共混物的球晶尺寸和结晶
形态的变化。测试结果表明，1%wt的MPE与LDPE共混，能有效减小球晶尺寸，提高结晶速率
和晶体成核能力，有利于电荷的输运，从而降低了空间电荷的聚集。
关键词：低密度聚乙烯 茂金属聚乙烯 空间电荷分布 结晶 成核
中图分类号：TM215.1
Space Charge Distribution and Crystalline Structure in Low-Density
Polyethylene Modified by Metallocene Catalyzed Polyethylene
Wang Xia1 He Huaqin1 Tu Demin1 Lei Chao2 Du Qiangguo2
（1. Xi’an Jiaotong University Xi’an 710049 China
2. Fudan University Shanghai 200433 China)
Abstract A small amount of metallocene catalyzed polyethylene(MPE), acting as a nucleator, is
《高分子物理》课后习题—— 聚合物的转变与松弛
《高分子物理》课后习题—— 聚合物的转变与松弛
1.以分子运动观点和分子间物理缠结概念说明非晶态聚合物随着温度升高粘弹行为的4个区域，并讨论分子量对应力松弛模量-温度曲线的影响规律。
答：（1）a.玻璃态区，玻璃化温度以下，分子运动主要限于振动和短程的旋转运动；b.玻璃-橡胶转变区，可解析为远程、协同分子运动的开始；c.橡胶-弹性平台区，由于分子间存在几个链段平行排列的物理缠结，聚合物呈现远程橡胶弹性；d.末端流动区，物理缠结来不及松弛，材料仍然表现为橡胶行为，温度升高，发生解缠作用，导致整个分子产生滑移运动，即产生流动，这种流动是作为链段运动结果的整链运动。
（2）聚合物分子量越高，橡胶-弹性平台就越长。
2.讨论结晶、交联聚合物的模量-温度曲线和结晶度、交联度对曲线的影响规律。
解：略。
3.写出四种测定聚合物玻璃化温度的方法，简述其基本原理。不同实验方法所得结果是否相同？为什么？
答：（1）a.膨胀计法，热膨胀的主要机理是克服原子间的主价力和次价力，膨胀系数较小；b.量热法，聚合物在玻璃化时的热学性质的变化；c.温度-形变法，利用聚合物玻璃化转变时形变量的变化来测定其玻璃化温度；d.核磁共振法，利用电磁性质的变化研究聚合物玻璃化转变的方法。
（2）不同，略。
4.聚合物的玻璃化转变是否是热力学相变？为什么？
聚合物的玻璃化转变并不是一个真正的热力学相变。
因为非晶态聚合物发生玻璃化转变时，其体积，焓或熵是连续变化的，而K,α和出现不连续的变化，要使体系达到热力学平衡，需要无限缓慢的变温速率和无限长的测试时间，实验上不可能做到，因此，玻璃化温度的测定过程体系不能满足热力学平衡条件，转变过程是一个松弛过程，所测得的玻璃化温度不是一个真正的热力学相变。 5.试用玻璃化转变的自由体积理论解释：（1）非晶态聚合物冷却时体积收缩速率发生变化；（2）冷却速度愈快，测得的Tg值愈高。
高分子材料研究方法
1
课 程 论 文
题 目 聚合物结晶的研究方法
学 院 材料科学与工程学院
专 业 高分子材料与工程
姓 名 Lulay
学 号 4201007
日 期 2014/6/24
成 绩
2 聚合物结晶的研究方法
摘要：高分子的凝聚态是指高分子链之间的几何排列和堆砌状态，包括固体和液体。如果高分子链本身具有必要的规整结构，同时给予适宜的条件（温度等）。就会发生结晶，产生晶体。高分子链可以从熔体结晶，从玻璃体结晶，也可以从溶液结晶。结晶性聚合物的结晶过程是在加工成形过程中结构演变的主要过程之一，是决定最终聚集态结构和制品性能的关键因素。深入研究聚合物的结晶理论和方法对聚合物材料的表征和生产工艺过程的制定具有重要的指导意义。
关键字：聚合物 结晶形态 结晶度 结晶动力学
1.聚合物结晶形态的研究方法
聚合物的结晶过程是聚合物大分子链进行三维长程有序排列的过程。由于分子结构的不同及结晶条件（时间、温度、压力等）的差异；聚合物会出现不同的结晶形态。结晶形态主要有球晶、单晶、伸直链晶片、纤维状晶、串晶、树枝晶等。研究聚合物结晶形态的主要方法：偏光显微镜法、电子显微镜法，小角激光光散射法等，其中偏光显微镜法是常用的方法。
1.1偏光显微镜研究聚合物的结晶形态
用偏光显微镜研究聚合物的结晶形态是目前简便而直观的方法。聚合物结晶以后，聚合物的光学性质发生了各向异性变化，因而可以利用偏光显微镜观察那些晶体尺寸较大的结晶形态。
偏光显微镜的成像原理与一般生物镜的成像原理基本相似，所不同的是在光路中装有两个偏光镜。当自然光以一定角度入射时，由于球晶的双折射效应，入射光被分解成振动方向相互垂直的两条线偏振光，e光和o光，其中o光被全反射掉了，而e光射入。偏光显微镜中有两个偏光镜，一个装在载物台之下，称为下偏光镜，用来产生偏光又称起偏镜；另一个装在载物台之上的镜筒中，称为上偏光镜，被用来检查偏光的存在，故又称为检偏器。起偏镜光振动的方向常用PP表示，检偏镜光振动方向常用AA表示。凡装有两个偏光镜，且其振动方向是互相垂直的就称作正交偏光镜。正交偏光镜间无样品时视域完全黑暗因为根据光学中马吕斯（Malus）定律：强度为Ia的偏振光透过检偏器后，透射光的强度（不考虑吸收）为2cosaIIα，其中，是起偏振器和检偏振器两个振动方向间夹角，在正交偏光系统中90，即透射光的强度I为0，因此由起偏镜过来的偏振光不能透过检偏器，视野黑暗。当正交偏光镜的载物台放置各种同性的物体时，由于各向同性物的折射率只有一个，不 3 发生双折射，也不改变入射偏光的振动方向，因此由起偏镜透出的振动方向为PP的偏光，通过样品时不改变原来的振动方向，与检偏镜的振动方向AA垂直，故不能透出检偏镜，视野也是黑暗的。当载物台上放置晶体样品时，因为晶体都是光学各向异性体（立方晶除外）光波入射时发生双折射，产生与晶体光轴平行和垂直的两种偏光K1和K2，且由于折射率不同，K1、K2之间产生一定的光程差。设K1、K2两种偏光的振动方向与检偏镜的振动方向AA斜交，故K1、K2进入检偏镜时，再度发生分解形成与检偏镜振动方向AA互相平行和垂直K1、K2，和K1、K2，四种偏光，其中K1、K2的振动方向垂直于检偏镜的振动方向AA，根据马吕斯定律，不能透过检偏镜；而K1、K2的振动方向平行于检偏镜的振动方向AA，可以完全透过检偏镜，后因频率相同，有固定的光程差；在同一平面内振动，因而互相干涉到目镜，便使我们得以观察到晶体的形态。
小角X射线散射-个人观点
1：小角X射线散射（Small Angle X-Ray Scattering, SAXS）
是研究纳米尺度微结构的重要手段。
根据SAXS理论，只要体系内存在电子密度不均匀（微结构，或散射体），就会在入射X光束附近的小角度范围内产生相干散射，通过对小角X射线散射图或散射曲线的计算和分析即可推导出微结构的形状、 大小、分布及含量等信息。这些微结构可以是孔洞、粒子、缺陷、材料中的晶粒、非晶粒子结构等。
适用的样品可以是气体、液体、 固体。
由于X射线具有穿透性，SAXS信号是样品表面和内部众多散射体的统计结果。相对于其它纳米尺度分析表征手段，如SEM、TEM、AFM而言，SAXS具有结果有统计性、测试快速、无损分析、制样简单、适用范围广等优点。
对于各向同性体系分析起来没多大困难，但是需要进行各种校正，不校正结果会较差。对于择优取向体系SAXS分析起来还是一个世界性难题。两千零几年本.zhu有一篇文章就专门提到这个问题，说择优取向体系计算得到的结果非常不可靠，所以他干脆不分析，stribeck也提出同样的问题，他说：“在面对各向异性体系的时候我们就像科学家在1931年面对各向同性体系时一样。”现在很多人在做SAXS都只是在做小角度的衍射分析，也就是低角度衍射峰位置的分析，而不是真正的散射分析。可以这么说，散射普遍存在，衍射只在满足布拉格方程时才出现。
可以参考以下书籍
孟昭富. 小角X射线散射理论及应用. 1995.
O Glatter OK. Small angle x-ray scattering. 1982.
小角X射线散射——理论、测试、计算及应用，朱育平，2008
Small angle scattering of X-ray, A.Guinier G.Fournet,1955
Methods of X-ray and Neutron Scattering in Polymer Science
高分子物理课后习题答案(金日光、华幼卿第三版 )
高分子物理答案（第三版） 第1章 高分子的链结构1.写
出聚氯丁二烯的各种可能构
型。
等。
2．构象与构型有何区别？聚丙烯分子链中碳—碳单键是可以旋转的，通过单键的内旋转是否
可以使全同立构聚丙烯变为间同立构聚丙烯？为什么？答：（1）区别：构象是由于单键的内旋
转而产生的分子中原子在空间位置上的变化，而构型则是分子中由化学键所固定的原子在空间
的排列；构象的改变不需打破化学键，而构型的改变必须断裂化学键。（2）不能，碳-碳单键
的旋转只能改变构象，却没有断裂化学键，所以不能改变构型，而全同立构聚丙烯与间同立构
聚丙烯是不同的构型。 3. 为什么等规立构聚丙乙烯分子链在晶体中呈31螺旋构象，而间规立
构聚氯乙烯分子链在晶体中呈平面锯齿构象？ 答（1）由于等归立构聚苯乙烯的两个苯环距离
比其范德华半径总和小，产生排斥作用，使平面锯齿形（„ttt„）构象极不稳定，必须通过C-C
键的旋转，形成31螺旋构象，才能满足晶体分子链构象能最低原则。 （2）由于间规聚氯乙烯
的氯取代基分得较开，相互间距离比范德华半径大，所以平面锯齿形构象是能量最低的构象。 4.
哪些参数可以表征高分子链的柔顺性？如何表征？答：（1）空间位阻参数（或称刚性因子），
值愈大，柔顺性愈差；（2）特征比Cn，Cn值越小，链的柔顺性越好； （3）连段长度b，b
值愈小，链愈柔顺。 5． 聚乙烯分子链上没有侧基，内旋转位能不大，柔顺性好。该聚合物
为什么室温下为塑料而不是橡胶？答：这是由于聚乙烯分子对称性好，容易结晶，从而失去弹
性，因而在室温下为塑料而不是橡胶。6. 从结构出发，简述下列各组聚合物的性能差异： （1）
聚丙烯睛与碳纤维； （2）无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯； （3）顺式聚1，4-异戊二烯（天
然橡胶）与反式聚1，4-异戊二烯（杜仲橡胶）。 （4）高密度聚乙烯、低密度聚乙烯与交联聚
乙烯。 7. 比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释。
解：
8. 某单烯类聚合物的聚合度为104，试估算分子链完全伸展时的长度是其均方根末端距的多
高分子物理期复习要点
高物复习
基本概念
第一章
平均分子量（数均分子量，重均分子量，粘均分子量）
分子量分布宽度指数：分子量分布宽度指数是指试样中各个分子量与平均分子量之间的差值的平方平均值
多分散性指数：重均分子量与数均分子量之比.
第二维利系数的物理意义：高分子链段与链段之间以及高分子与溶剂分子间相互作用的一种量度，它与溶剂化作用和高分子在溶液里的形态有密切关系。
相对粘度：
增比粘度：
对数粘数：
极限粘数(特性粘数：
第二章
无规共聚物，交替共聚物，嵌段共聚物，接枝共聚物（两种单体单元反应生成的二元共聚物，其结构记书上的图）
无规立构，全同立构，间同立构（是针对结构单元为聚丙烯型的高分子而言的）
全同立构：高分子全部由一种旋光异构体键连接而成
间同立构：两种旋光异构单元交替键接而成
无规立构：两种旋光异构单元完全无规健接而成
等规度：高聚物中含有全同立构和间同立构的总的百分数
支化高分子：如果在缩聚过程中有三个或三个以上官能度的单体存在或在加聚过程中，有自由基的链转移反应，或双烯类单体中第二双键的活化等，都能生成支化或交联的高分子
支化度：两相邻支化点间链的平均分子量
交联度：两相邻交联点间链的平均分子量
构象：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态称为构象
构型：包括单体单元的键合顺序，空间构型的规整性，支化度，交联度以及共聚物的组成及序列结构
链段：高分子链能够独立运动的单元
均方末端距：平均末端距的平方的平均
自由结合链：n是一个很大的数，每个键不占体积，内旋转没有键角限制并可以自由取向
自由旋转链：假定分子链中每个键可以在键角允许的方向自由转动，称为自由旋转链
等效自由结合链：以链段作为独立运动的单元自由结合组成的高分子链
柔顺性：高分子链能够改变其构象的性质
高斯链：等效自由结合链的链段分布符合高斯分布函数，故这种链又称为“高斯链”
均方回转半径，用(Rg2)表示，它的定义是：假定高分子链中包含许多链单元，每个链单元0r100rspCCspr1lnlnCCrCspClnlimlim00
(整理)聚合物的结晶
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精品文档 聚合物的结晶
聚合物按其能否结晶可以分为两大类：结晶性聚合物和非结晶性聚合物。后者是在任何条件下都不能结晶的聚合物，而前者是在一定条件下能结晶的聚合物，即结晶性聚合物可处于晶态，也可以处于非晶态。聚合物结晶能力和结晶速度的差别的根本原因是不同的高分子具有不同的结构特征，而这些结构特征中能不能和容易不容易规整排列形成高度有序的晶格是关键。
聚合物结晶的必要条件是分子结构的对称性和规整性，这也是影响其结晶能力、结晶速度的主要结构因素。此外，结晶还需要提供充分条件，即温度和时间。首先讨论分子结构的影响。高聚物结晶行为的一个明显特点就是各种高分子链的结晶能力和结晶速度差别很大。大量实验事实说明，链的结构愈简单，对称性愈高，取代基的空间位阻愈小，链的立构规整性愈好，则结晶速度愈大。例如，聚乙烯链相对简单、对称而又规整，因此结晶速度很快，即使在液氮中淬火，也得不到完全非晶态的样品。类似的，聚四氟乙烯的结晶速度也很快。脂肪族聚酯和聚酰胺结晶速度明显变慢，与它们的主链上引入的酯基和酰胺基有关。分子链带有侧基时，必须是有规立构的分子链才能结晶。分子链上有侧基或者主链上含有苯环，都会使分子链的截面变大，分子链变刚，不同程度地阻碍链段的运动，影响链段在结晶时扩散、迁移、规整排列的速度。如全同立构聚苯乙烯和聚对苯二甲酸乙二酯的结晶速度就慢多了，通过淬火比较容易得到完全的非晶态样品。另外，对于同一种聚合物，分子量对结晶精品文档
精品文档 速度是有显著影响的。一般在相同的结晶条件下，分子量大，熔体粘度增大，链段的运动能力降低，限制了链段向晶核的扩散和排列，聚合物的结晶速度慢。最后，共聚物的结晶能力与共聚单体的结构、共聚物组成、共聚物分子链的对称性、规整性有关。无规共聚通常会破坏链的对称性和规整性，从而使共聚物的结晶能力降低。如果两种共聚单元的均聚物结晶结构不同，当一种组分占优势时，该共聚物是可以结晶的。这时，含量少的组分作为结晶缺陷存在。但当两组分配比相近时，结晶能力大大减弱，如乙丙共聚物当丙烯含量达25％左右时，产物便不能结晶而成为乙丙橡胶。如果两种共聚单元的均聚物结晶结构相同，这种共聚物也是可以结晶的。通常，晶胞参数随共聚物组成而变化。嵌段共聚物的各个嵌段基本上保持着相对的独立性，其中能结晶的嵌段将形成自己的晶区。如聚酯－聚丁二烯－聚酯嵌段共聚物，聚酯段仍可较好地结晶，形成微晶区，起到物理交联的作用。而聚丁二烯段在室温下可以有高弹性，使共聚物成为一种良好的热塑性弹性体。
高分子物理实验
高分子物理实验
李 丽 陈国文 袭建人编写
山东大学〔南校区〕材料工程学院、材料科学系
2006、03、01
高分子物理实验
山东大学〔南校区〕材料学院 高分子教研室 1
目 录
实验一 偏光显微镜法观察聚合物的结晶形态 ……………… 2
实验二 激光小角散射法测聚合物的球晶 ……………… 4
实验三 相差显微镜法观察共混物的构造形态 ……………… 7
实验四 粘度法测定高聚物的分子量 ………………………9
实验五 高聚物熔融指数的测定 …………………………13
试验六 高分子材料的电阻值的测定 ………………………… 15
实验七 应力——应变曲线实验 …………………………17
附： 塑料冲击试验 ……………………………23
附录一： 电位记录仪Y轴负荷值标定的操作 …………………36
附录二： 电位记录仪X轴形变值标定的操作 ……………………37
高分子物理实验
山东大学〔南校区〕材料学院 高分子教研室 2 实验一 偏光显微镜观察聚合物的结晶形态
用偏光显微镜研究聚合物的结晶形态是一种简便而实用的方法。众所周知，随着结晶条件的不同，聚合物的结晶，可以具有不同的形态，如：单晶、球晶、纤维晶及伸直链晶体等，熔体冷却结晶或浓溶液中析出结晶体时，聚合物倾向于生成球状多晶聚集物，称为球晶，球晶可以长得很大，直径甚至可达厘米数量级，对于几微米以上的球晶，用普通的偏光显微镜可以进展观察。
结晶高聚物的使用性能，如：光学透明性、冲击强度等，与材料内部的结晶形态、晶粒大小及完善程度有亲密的联络，因此，对于聚合物的结晶形态的研究具有重要的理论和实际意义。
一、目的要求
1、理解偏光显微镜的构造及使用方法；