谈谈对聚合物结晶和相分离的认识

聚合物结晶的特点介绍聚合物结晶是指聚合物分子在一定条件下形成有序的晶体结构的过程。

聚合物结晶具有独特的特点和性质，对于了解聚合物的结构与性能具有重要意义。

本文将从多个方面探讨聚合物结晶的特点。

物理性质聚合物结晶的物理性质与其分子结构和晶体有序性有密切关系。

热性质•熔点：聚合物结晶体的熔点通常较高，高于其非结晶体，这是由于结晶多聚物分子间相互作用力的增强所致。

•结晶热：聚合物结晶的过程是伴随着结晶热的释放的，因此结晶过程是一个放热的过程。

机械性能聚合物结晶对于聚合物的机械性能具有重要影响。

•模量：聚合物结晶体具有高的模量，其刚性和硬度较高。

•强度：结晶聚合物具有较高的拉伸强度和抗撕裂强度。

光学性质聚合物结晶体与非结晶体在光学性质上存在差异。

•透明度：聚合物结晶体通常具有较高的透明度，清晰度好。

•发光性：一些特殊结晶聚合物具有发光性质。

结晶过程聚合物结晶是一个复杂的过程，涉及到多个阶段和因素。

成核聚合物结晶的第一个阶段是成核。

在合适的条件下，聚合物链会在溶液中聚集形成小晶核，这些晶核后来会成长为更大的结晶体。

结晶生长结晶核会在溶液中继续生长，形成完整的结晶体。

结晶生长的速率与温度、溶液浓度等因素有关。

结晶度结晶度是衡量聚合物结晶程度的指标，表示结晶聚合物在整个聚合物中所占比例。

结晶度直接影响聚合物的性能。

影响因素聚合物结晶过程受到多个因素的影响。

•温度：温度的变化会对结晶过程的速率和结晶度产生影响。

•浓度：溶液中聚合物的浓度会影响到结晶体的成核和生长速率。

•模板效应：一些添加剂或特定表面的存在可以促进聚合物结晶过程。

•晶种效应：已存在的结晶体可以作为种子晶核促进结晶过程。

结构特点聚合物结晶体在结构上与非结晶体存在差异。

晶胞结构聚合物结晶体的分子排列周期性地重复在晶胞中，晶胞的结构决定了聚合物的晶型。

长程有序性聚合物结晶体具有较好的长程有序性，分子链在结晶过程中排列成规则的结构。

分子链的取向聚合物结晶体中的分子链通常呈现取向性，取向程度的不同会影响到聚合物的性能。

聚合物材料中的吸附与分离聚合物材料是由大分子化合物聚合而成的，具有高分子量、高静电亲和力、高温度和耐化学性等特点，因此广泛应用于生物医学、环境修复、化学分离等领域。

其中，聚合物材料中的吸附与分离技术，是一种利用聚合物吸附剂固定或分离分子的方法，因其操作简便、反应快速、成本低廉等优点被广泛关注。

一、聚合物材料中的吸附聚合物材料中的吸附，是一种通过聚合物材料与固、液、气体相互作用，来使一些分子被吸附到聚合物表面上的过程。

比如，稀土元素、重金属离子、生物大分子等都可以通过聚合物材料中的吸附技术实现分离和富集。

目前，聚合物材料中的吸附技术主要有化学吸附、物理吸附和催化吸附等，其中，化学吸附的分离效果最好，但选择性不够强，且需要一定的操作条件。

聚合物材料中的吸附技术具有如下特点：1. 不需要特殊的设备，操作简便易行。

2. 环保、经济、高效、省能。

3. 可用于广泛的物质，如化学物质、生物物质、气体和乳胶等。

4. 根据需要，可进行不同程度的选择性吸附。

二、聚合物材料中的分离聚合物材料中的分离，是一种通过使用聚合物材料对物质进行选择性分离的技术。

具体来说，就是通过引入合适的功能基团、或调节聚合物结构来改变其电性、水平衡等特征，从而获得选择性较高的分离材料。

在聚合物材料中的分离过程中，选择性起着重要的作用，不同的化合物、离子、分子等，对聚合物的吸附情况不同，从而实现分离。

常用得分离方式有半透膜过滤、离子选择性膜、微生物固定化、电渗析等。

其中，离子选择性膜是一种利用聚合物材料的电性、亲水性、孔径分布等特性，在加电或加压的作用下，让相应离子通过膜的过程。

聚合物材料中的分离技术实现的简便性和有效性，为化学工业的发展提供了很大的便利。

未来，随着世界经济的发展和资源短缺的加剧，聚合物材料将在化学、生物医学、环保、能源等领域中发挥越来越重要的作用。

聚乳酸共混物结晶相分离行为及其性能聚乳酸(PLA)是一种有很大潜力去替代石油基高分子的可生物降解生物基材料。

PLA材料的生物相容性、机械性能良好,在医药领域、包装材料方面都有很大的应用。

为了扩大PLA的应用,经常会用化学改性、物理改性等共混方法去改善PLA 的性能。

研究聚乳酸共混物的结晶与相分离对于扩大聚乳酸应用范围具有重要意义。

本文主要进行了以下三个方面的研究:研究了PLLA/PDLA共混体系立构复合中间相的形成以及生长过程,以及立构复合中间相的分子结构;制备了以离子液体增塑PLA的共混物,使用介电谱研究了其在加热退火以及机械拉伸条件下的相分离过程;不同比例的聚乳酸/离子液体共混体系热致相分离的调控及其透气性能研究。

具体结果如下:(1)揭露了1:1比例的PLLA和PDLA在刚刚高于玻璃化温度的温度退火时会形成立构复合中间相。

它的结构类似于聚乳酸立构复合晶体,是由PLLA和PDLA分子链间微弱的相互作用力所致。

在这很小的温度范围内,立构复合中间相的形成会随着退火温度的增大而增强,生长过程用Avrami方程计算数值为3。

在80℃以上加热时立构复合中间相会溶解,熔融重结晶变成同质晶体。

形成同质晶体需要PLLA或PDLA分子链从立构复合中间相中分离出来,从而立构复合中间相在一定程度上阻碍了同质晶体的形成。

(2)使用高电导率的离子液体增塑聚乳酸可以增强其介电常数。

分别通过退火处理和机械拉伸诱导相分离来进一步增强介电常数。

可以通过介电谱来监控离子液体增塑聚乳酸体系的相分离程度。

相分离程度随聚乳酸基体退火结晶程度的增加而增加,其介电常数也增加。

聚乳酸增塑体系不同机械拉伸应变过程中形成了中间相和晶体。

相应的,介电常数和相分离受拉伸应变影响。

(3)研究了聚乳酸离子液体共混膜的相分离过程及其透气性能。

分别通过30℃退火以及不同温度热致相分离法制备聚乳酸/离子液体多孔膜。

通过观察电镜图谱发现:30℃退火的样品在随着离子液体含量的增加,其结晶收缩相分离的程度也在增加,水蒸气透过率也越大,其中60 wt%离子液体含量的膜达到最佳,水蒸气透过率在864.1 g/m2*24h;在不同温度热致相分离法制备的共混膜中,热处理的温度越低,水蒸气透过率也越大,其中40 wt%离子液体含量在80℃热致相分离效果达到最佳,水蒸气透过率在882.2g/m2*24h。

聚合物的分离与提纯聚合物的分离与提纯是化学领域中重要的研究课题之一。

聚合物是由许多重复单元组成的高分子化合物，广泛应用于材料科学、药物研发、生物医学等领域。

然而，在制备和应用聚合物材料的过程中，往往需要对聚合物进行分离与提纯，以获得纯度较高的产品。

聚合物的分离与提纯方法多种多样，根据聚合物的性质和应用需求选择合适的方法非常重要。

下面将介绍几种常见的聚合物分离与提纯方法。

一、溶剂沉淀法溶剂沉淀法是一种常用的聚合物分离与提纯方法。

该方法基于聚合物在不同溶剂中的溶解度差异，通过溶剂的加入或去除实现对聚合物的分离和提纯。

一般来说，选择与聚合物溶解度较低的溶剂，使聚合物发生沉淀，然后通过离心或过滤等操作将聚合物与溶剂分离。

这种方法适用于聚合物与溶剂之间的相溶性差异较大的情况。

二、凝胶渗透色谱法（GPC）凝胶渗透色谱法是一种常用的聚合物分子量分布测定方法，同时也可以用于聚合物的分离与提纯。

该方法利用聚合物在凝胶柱中的渗透特性，根据聚合物分子量的大小，使得不同分子量的聚合物在柱中的滞留时间不同，从而实现对聚合物的分离。

通过收集柱中不同滞留时间的聚合物部分，可以得到纯度较高的聚合物。

三、萃取法萃取法是一种将聚合物从混合物中分离出来的常用方法。

该方法基于聚合物在不同溶剂中的溶解度差异，通过溶剂的选择和萃取操作，将聚合物从混合物中分离出来。

萃取法可以用于从聚合物反应体系中去除杂质或分离不同组分的聚合物。

四、析出法析出法是一种将聚合物从溶液中分离出来的方法。

该方法通过改变聚合物溶液中的条件，如温度、浓度等，使聚合物发生析出，然后通过离心或过滤等操作将聚合物与溶液分离。

析出法适用于聚合物在特定条件下易于析出的情况，可以获得较高纯度的聚合物。

以上介绍了几种常见的聚合物分离与提纯方法，不同的方法适用于不同的聚合物和应用需求。

在实际操作中，还需要考虑到成本、效率、安全性等因素，选择合适的方法进行分离与提纯。

聚合物的分离与提纯是聚合物研究和应用中不可或缺的环节。

基金项目:教育部留学回国人员科研启动基金;作者简介:张公正(1956-),男,工学博士,现为北京理工大学化工与环境学院教授,主要进行结晶聚合物共混物结晶动力学及相容性评价研究;E -mail :zg ongz99@.由结晶动力学评价含结晶聚合物共混物相容性的研究进展张公正(北京理工大学化工与环境学院,北京100081) 摘要:介绍了用结晶动力学分析的方法评价含结晶聚合物共混物的混合状态的基本理论和解析原理,综述了最新研究进展。

关键词:结晶动力学;聚合物共混物;相容性;DSC聚合物共混物的特点是由于高分子链长的原因,混合熵小,而导致相容性差。

共混物两组分之间存在特殊的相互作用(如氢键作用、偶极子作用)为相容性提供了原动力。

因此,共混物两组分之间相互作用的微小差别都影响共混物的相容性。

通过改变共混物的组分配比,来调节分子间相互作用力的大小,使共混物的混合状态发生改变。

根据聚合物-聚合物二元体系相图,聚合物共混物有相容、部分相容和不相容三种混合状态。

尽管可以借助许多方法评价聚合物共混物的混合状态,目前还缺乏一种手段既可以评价相容的聚合物共混体系又可判断不相容的聚合物共混物。

图1　结晶聚合物共混物的相图与熔融温度曲线示意图(a )相容体系-LCST 型共存曲线(实线)远离熔融解温度曲线(点线);(b )相分离体系-LCST 型共存曲线(实线)与熔融温度曲线(点线)相交Figure 1　Schematic phase diagram for polymer blendincluding crystalline polymer (a )miscible system [the separation of LCST binodal curve (s olid line )with melting tem perature (dotted line )];(b )immiscible system [the overlap of LCST binodal curve (s olid line )with melting tem perature (dotted line )]有一种称为“结晶动力学分析的方法”[1,2],显示出它特有的优越性。

三嵌段聚合物相分离微观形貌-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在聚合物科学领域，三嵌段聚合物是一类具有特殊结构和独特性质的高分子材料。

它们由三个不同的聚合物块段组成，每个块段在化学结构和物理性质上都存在明显的差异。

这种特殊的分子结构使得三嵌段聚合物在相分离现象中展现出引人注目的微观形貌。

相分离是指聚合物在溶液中或熔融态下，由于均匀的体积分数分布不稳定性，而出现聚集体的现象。

对于三嵌段聚合物来说，它们由于不同块段的特性差异，使得各块段在给定条件下具有不同的亲疏水性和相容性，从而引发了相分离现象。

这种相分离可导致聚合物形成各种不同的微观形貌，包括球状胶束、片状微相分离、管状胶束等。

研究三嵌段聚合物相分离微观形貌的目的在于深入了解聚合物材料的结构与性能之间的关系，为合成和设计具有特定功能的高分子材料提供理论指导和基础知识。

同时，对于研究相分离行为的规律和机制，也有助于解决一些在材料科学、生物医学等领域中的复杂问题，如药物传输、纳米材料制备和分离、纳米反应器等。

本文将首先介绍三嵌段聚合物的基本概念和结构特点，然后重点探讨相分离微观形貌的研究进展，包括影响相分离行为的因素、相分离形貌的分类和表征方法等。

最后，通过总结已有的研究成果，展望未来该领域的发展方向，以期为进一步深化对三嵌段聚合物相分离微观形貌的理解和应用提供参考和启示。

1.2文章结构文章结构部分的内容应该包括对整个文章的组织和布局的介绍。

可以详细说明每个章节的主题和内容，并提及各章节之间的逻辑关系和衔接方式。

具体编写如下：文章结构：本文主要聚焦于三嵌段聚合物相分离的微观形貌，以探讨该类材料的特性和应用前景。

本文总共分为引言、正文和结论三个部分。

在引言部分，首先进行了对整篇文章的概述，简要介绍了三嵌段聚合物相分离微观形貌的研究背景和意义。

随后，文章结构部分详细说明了本文的组织和布局，以及每个章节的主题和内容。

在正文部分，首先介绍了三嵌段聚合物的基本概念、结构和特性。

聚合物的结晶度的名词解释聚合物是由许多重复单元组成的大分子化合物，它们通常具有高度的分子量和复杂的结构。

结晶度是聚合物中具有规律有序排列的部分的比例，是衡量聚合物结晶程度的重要参数。

1. 聚合物的结晶过程聚合物的结晶过程可以分为两个阶段：核化和生长。

在核化阶段，小分子或聚合物链段聚集形成核心结构，这些核心结构在接下来的生长阶段发展成为晶粒。

结晶的速度受到溶剂、温度和浓度等因素的影响。

2. 结晶的类型根据聚合物分子排列的有序性程度，结晶可以分为完全结晶、部分结晶和无结晶三类。

完全结晶聚合物具有高度有序分子排列，形成紧密堆积的晶体结构。

例如，高密度聚乙烯（HDPE）和聚苯乙烯（PS）。

部分结晶聚合物中，只有一部分聚合物链可以形成结晶区域，其余部分仍然为无序状态。

这种结构常见于低密度聚乙烯（LDPE）和聚丙烯（PP）。

无结晶聚合物则完全没有有序的结晶结构，整个聚合物呈无规则状态。

例如，天然橡胶和软质聚氯乙烯（PVC）。

3. 结晶度的影响因素结晶度受到多种因素的影响。

首先，分子链的长度对结晶度起着关键作用。

较长的分子链使得形成有序结构的机会更多，因此结晶度更高。

其次，溶剂的选择也会影响结晶度。

合适的溶剂能够促进分子链的有序排列，从而增加结晶度。

此外，温度和降温速率也会对结晶度产生影响。

较高的温度和较慢的降温速率有利于结晶的形成。

4. 结晶度的测量方法常用的结晶度测量方法有热分析法、X射线衍射法和差示扫描量热法。

热分析法通过测量聚合物熔点和熔融热来计算结晶度。

X射线衍射法利用X射线通过晶体结构产生的衍射图案来测量结晶度。

差示扫描量热法则通过测量聚合物在加热和冷却过程中的热量差来确定结晶度。

5. 结晶度的意义和应用结晶度对聚合物的性能和应用具有重要影响。

结晶度高的聚合物通常具有较高的力学性能和热稳定性，适用于制造强度要求高的产品，如塑料零件、纤维和薄膜等。

例如，高结晶度的聚乙烯被广泛用于制作各种塑料袋。

相反，结晶度低的聚合物具有较好的柔韧性和可加工性，适用于制备拉伸性和弯曲性要求较高的产品。

聚合物结晶的特点一、引言聚合物结晶是指聚合物在一定条件下形成有序的结晶体系，这种结晶体系具有许多独特的特点。

聚合物作为一种重要的高分子材料，在工业生产和科学研究中得到了广泛应用。

因此，深入了解聚合物结晶的特点对于开发新型高分子材料和提高现有材料性能具有重要意义。

二、聚合物结晶的定义聚合物是由许多重复单元组成的大分子化合物，而聚合物结晶则是指在一定温度、压力和浓度条件下，由于分子间作用力引起分子排列有序而形成的三维空间网络。

三、聚合物结晶的特点1. 非均匀性与无机晶体相比，聚合物结晶具有明显的非均匀性。

这是因为在其形成过程中存在着各种不同类型的链段和侧基，这些链段和侧基会影响到整个分子链的排列方式。

2. 晶体缺陷由于聚合物结构中存在着各种不同类型的链段和侧基，因此在其形成过程中很容易产生晶体缺陷。

例如，链段的错位、侧基的扭曲等都会导致结晶体系中出现缺陷。

3. 分子链取向聚合物结晶过程中，分子链的取向对于晶体性质具有重要影响。

分子链可以沿着不同方向排列，从而产生不同的晶体结构和性质。

4. 晶体形态聚合物结晶的形态与其分子结构密切相关。

例如，线性聚合物往往形成长条状或者针状的结晶体系，而支化聚合物则容易形成球状或者片状的结晶体系。

5. 晶体尺寸聚合物结晶过程中，晶体尺寸对于材料性能有着重要影响。

通常来说，较大尺寸的晶体会使材料具有更好的力学性能和导电性能等。

6. 晶格畸变在某些情况下，聚合物结晶过程中会发生晶格畸变现象。

这种现象主要是由于分子间作用力不均匀所致，会导致部分分子排列方式发生改变。

四、影响聚合物结晶特点的因素1. 温度温度是影响聚合物结晶特点的重要因素之一。

一般来说，较高的温度会促进分子运动和排列，从而有利于结晶体系的形成。

2. 浓度浓度是影响聚合物结晶特点的另一个关键因素。

当浓度较高时，分子间作用力增强，有利于结晶体系的形成。

3. 分子结构聚合物分子结构对于其结晶特点具有重要影响。

例如，线性聚合物往往形成长条状或者针状的结晶体系，而支化聚合物则容易形成球状或者片状的结晶体系。

答案A卷相分离：从热力学角度而言，是指在任何比例混合时，都能形成分子分散的、热力学稳定的均相体系，即在平衡态下聚合物大分子达到分子水平或链段水平的均匀分散。

是指能得到具有良好物理、机械性能的共混材料时聚合物共混物之间的相容性。

这时，共混时聚合物各组分间存在一定的相界面亲合力、且分散较为均匀，分散相粒子尺寸不太大。

（3分）相分离包括旋节相分离与成核-生长相分离两种机理（2分）。

二元体系有三个相分离区域：相容区、亚稳区与不相容区。

亚稳区介于双结线与旋节线之间，相分离需要一定形式的活化机理激发。

在不相容区，相分离是自发进行的。

由于在亚稳区密度的升落，旋节线是一个弥散的边界，当条件由双结线移向旋节线时，对活化作用的需要很快消失。

从均相冷却，有两种不同的方式：(i)从均相直接冷却至亚稳态；(ⅱ)从均相直接冷却至旋节区。

例如，由上图出发来讨论这一问题，使温度下降，由双结线上部降到亚稳区，这相当于第一种冷却方式。

这时相分离的开始是由浓度(或密度)的局部升落引起的，相分离的机理是成核与增长机理(NG)。

第二种冷却方式是迅速降低温度．从双结线上部越过亚稳区直接降到旋节区(旋节线所围成的区域)。

在旋节区，浓度的升落是非定域的，导致大范围的自动相分离，这称为旋节分离机理(SD)。

由NG机理进行相分离而形成的形态结构主要为珠滴／基体型，即一种相为连续相，另一相以球状颗粒的形式分散其中。

按SD机理进行的相分离，相畴(即微区)尺寸的增长可分为三个阶段：扩散、液体流动与粗化。

—般而言，SD机理可形成二维共连续的形态结构。

这种形态结构赋予聚合物共混物优异的力学性能与化学稳定性，是某些聚合物共混物具有明显协同效应的原因。

（5分）结晶：在聚合物共混物中，球晶是高聚物最常见的结晶形态，在浓溶液或熔体结晶的条件下，聚合物往往会形成球晶。

球晶是由放射状生长的扭曲晶片所组成，在偏光显微镜的正交偏振光下，呈现出黑十字消光现象，这样的球晶就是放射状球晶。

聚合物的结晶度名词解释聚合物是一种由大量重复单元组成的化合物，具有高分子量和多样化的性质。

作为一种常见的材料，诸如塑料、纤维和涂料等都是聚合物的重要应用。

而聚合物的结晶度是其性能和特性的关键参数之一。

本文将解释聚合物结晶度的概念，并深入探讨其对聚合物性能和应用的影响。

一、聚合物结晶度的定义和测量方法聚合物结晶度是指聚合物中结晶区域的百分比，也可以理解为聚合物中有序排列的聚合物链占据的比例。

结晶区域的形成源于聚合物链的有序排列和相互作用。

测量聚合物结晶度的方法有多种，其中最常用的是X射线衍射分析。

通过X 射线的散射模式，可以获得聚合物结晶度的定量数据。

此外，热差示扫描量热仪（DSC）和热相分析（TGA）等热分析技术也可以用于评估聚合物的结晶度，通过测量样品在升温过程中的热行为，可以间接得到聚合物结晶度的信息。

二、聚合物结晶度对物理性能的影响1. 机械性能：聚合物的结晶度与其强度和刚度密切相关。

由于结晶区域中聚合物链的有序排列，导致物质在外部受力时能更好地传递和分散应力，从而提高了聚合物的强度和刚度。

2. 热性能：结晶度对聚合物的热稳定性和热导率也有显著影响。

结晶区域的存在可以提高聚合物的热抗氧化性能，并降低热传导的速率。

因此，高结晶度的聚合物通常具有较好的热性能。

3. 透明度：聚合物的结晶度与其透明度密切相关。

当聚合物链的排列规则性较高时，光线在聚合物内部的散射较少，聚合物更容易透明。

相反，结晶度较低的聚合物内部会存在较多的结晶缺陷，导致光线的散射增加，从而使聚合物呈现不透明或半透明的性质。

三、聚合物结晶度的调控和应用1. 晶化方式：聚合物的结晶度可通过不同的晶化方式进行调控。

例如，通过控制聚合物的冷却速率、加入结晶助剂或改变添加剂的组成等手段，可以影响聚合物的结晶度。

这种调控方式可以根据不同应用需求，使聚合物具备不同的物理性能。

2. 物理加工：聚合物的结晶度还可以通过物理加工方法进行调节。

例如，拉伸、压缩或拉伸后退火等方法会改变聚合物链的空间排列，从而影响聚合物的结晶度。