Особенности строения полимерных фаз ( работа по курсу “Строение вещества”) — страница 9

  • Просмотров 786
  • Скачиваний 3
  • Размер файла 352
    Кб

или периодами (параметрами) решетки а, в, с и углами α, β, γ между плоскостями, в которых лежат эти атомы. Ячейки в полимерах ничем не отличаются от ячеек, образуемых низкомолекулярными соединениями. Типичным примером кристаллографической ячейки, образующихся в полимерах, является орторомбическая пространственная элементарная ячейка полиэтилена (а=0,705 нм; в=0,493 нм; с=0,253 нм). Рис.2 Конформация цепи (а) и расположение цепей в

кристаллографической ячейке полиэтилена (б); в – проекция решетки на плоскость (аб). Плотность кристалла, соответствующая этим размерам, составляет 1,0г/см3. Цепи полиэтилена, как и других парафинов, входят в кристаллическую ячейку в форме плоского зигзага, в котором все атомы углерода расположены в одной плоскости. В элементарной орторомбической ячейки полиэтилена цепи располагаются вдоль четырех ребер и в середине ячейки. В

отличие от полиэтилена для линейных цепей с объемными боковыми заместителями характерна не плоская зигзагообразная, а спиральная конформация макромолекулярных цепей, входящих в кристалл. Один виток спирали в зависимости от природы полимера может содержать различное число мономерных звеньев, так что параметры элементарных ячеек могут изменяться в очень широких пределах. Кристаллографическая ячейка представляет собой

первичный элемент структуры любого кристаллического полимера. Различное взаимное расположение элементарных ячеек приводит к образованию высших структурных форм в пределах кристаллического состояния вещества, определяющих морфологию кристаллического полимера. 4.3. Монокристаллы Если макроскопическое тело целиком построено из элементарных ячеек, которые могут быть все совмещены друг с другом путем только трансляции

параллельного переноса вдоль ребер на расстоянии, равные периодам в соответствующих направлениях, то это тело представляет собой монокристалл, т.е. идеальный кристалл. В действительности полимерные монокристаллы всегда содержат некоторое число дефектов, возникающих при укладке цепей. Однако роль этих дефектов в монокристаллах невелика. 4.3.1 Пластинчатые (ламелярные) монокристаллы. Простейшие монокристаллы полимеров

представляют собой моносложные плоские пластинки (ламели) часто ромбовидной формы толщиной 10 нм и размером сторон пластины до 1 мкм. Оси а и в кристаллографической ячейки соответствуют длинной и короткой диагоналям ромба, а ось с, вдоль которой исправлены макромолекулярные цепи, перпендикулярна плоскости кристалла. Рис.4 Пластинчатые ромбовидные кристаллы полиэтилена Поскольку длина макромолекул составляет десятки тысяч