K——波尔兹曼常数
对于聚乙烯醇、聚丙烯腈、PVC、PMMA 之间分子间作用
力主要是静电力。
二、 诱导力 (induction force)
诱导力：极性分子的永久偶极与它在分子上引起的诱导偶极
之间的相互作用力。
诱导偶极的相互作用能为：
E0
112
2
2 2
R6
（6.3～20.9 kJ/mol）
——极化率
斜方
三斜
单斜
高级晶系
中级晶系
初级晶系
4.晶面和晶面指数
晶面：结晶格子内所有的格子点全部集中在相 互平行的等间距的平面群上，这些平面叫晶面， 晶面间的距离为d
晶面指数（Miller指数）用来标记某个晶面
例如： 一个晶体的空间点阵为平面所
z
切割，此面和a、b、c 三晶轴交于三点
B
M1、M2、M3
1.折叠链晶片型单晶（the folded chain model of single crystal）
1957年，Keller首次发现，0.01%PE稀 溶液极缓慢冷却时可生成单晶。
单晶特点：长程有序
不同高聚物单晶虽然外形不同，但晶 片厚度几乎都在10 nm左右，且晶片厚 度与分子量无关，仅随结晶温度和热 处理条件变化而变化，电子衍射数据 表明：晶片中的分子链垂直于晶面。
OM1＝3a，OM2＝2b，OM3＝c
M3
取倒数
1 3
,
1 2
,
1 1
，通分
2 6
,
3 6
,
6 6
，弃去公分母
A
A：晶面指数（2，3，6）
M2 y
M1 x
B：（M1，M2， ），截距3a，2b， ，
则晶面指数（2，3，0）
晶态结构：PE平面 锯齿（zigzag）
晶态结构：PP 螺旋
二、高聚物的结晶形态
在非极性分子中，分子间的作用力主要是色散力
静电力、诱导力和色散力统称为范德华力，没有方向性和
饱和性。
四、 氢键 (hydrogen bonding)
氢键：氢键是极性很强 X—H 键的氢原子，与另外一个键 上电负性很大的原子 Y 上的孤对电子相互吸引而形成的 一种键（X—H……Y）。
氢键具有饱和性和方向性，键能一般为 20.9～41.9
2.球晶(spherulites)
球晶:是结晶高聚物中最常见的一种结晶形态。 球晶尺寸直径介于5μm与几mm之间。在通常条 件下，高聚物从浓溶液或熔体冷却结晶时，大多 倾向于生成球晶，球晶呈圆球状。
球晶由于具有径向光学 对称晶体的性质，在偏光显微镜 的正交偏振片之间，通过双折射 分析，可以得知其四个消光位 置，呈现出典型的黑十字图象 （Maltese Cross）
图2-18 全同立构聚苯乙烯的偏光显微镜照片
V~ ——摩尔体积
由于高聚物不能气化，因而不能直接求出内聚能（第三
章介绍）
CED 值大小与材料用途
CED，J/cm3
分子链特点
用途
<280
柔顺性好
橡胶
200~400
塑料
>400 含强极性基团或氢键
纤维
这里重点结合链柔性、聚集态结构知识介绍 PE 的
CED=260，较小，不是橡胶，但却为塑料，原因是结晶失
诱导力不仅存在于极性与非极性分子之间，也存在于极性与
极性分子之间。
三、 色散力 (dispersion force)
色散力：存在于一切分子中，是范德华力中最普遍的 一种，分子瞬时偶极之间的相互作用力
色散力作用能：
EL
3 2
I1I I1
2
I
2
1 R6
2
（0.8～8.4 kJ/mol）
I——分子的电离能力
第二章 高分子的凝聚态结构
基本要求
掌握内聚能密度的概念，内聚能密度大小与分 子间作用力之间的关系；结晶度的概念、测定 方法和计算方法；取向和解取向的概念、机理 以及取向对高聚物性能的影响。理解晶体结构 的基本概念，聚合物（聚乙烯、聚丙烯）的晶 体结构，聚合物的结晶形态、晶态高聚物的结 构模型；理解非晶态和液晶态高聚物的结构。 掌握高分子合金相容性、形态和性能之间的关 系。
点的集合所形成格子，称为空间格子，又称为空间点阵。
晶体结构＝点阵＋结构单元
结构单元：每个质点所代表的具体内容。
晶体结构＝点阵＋结构单元
3.晶胞和晶系 晶胞：三维空间中具有周期性排列的最小单位称为晶胞
晶胞参数：6 个，平面六面体的三边长度 a、b、c 及三边 夹角α、β、γ
晶胞类型
立方
六方 三方 四方
去弹性。
第二节 高聚物的晶态结构
一、晶体结构的基本概念
1． 定义：当物质内部的质点（原子、分子、离子）在三 维空间呈周期性重复排列时，该物质称为晶体。
大分子晶体的质点是结构单元
2． 空间格子（空间点阵，直线、平面、空间）
空间格子(空间点阵)
直线点阵 平面点阵 空间点阵
把组成晶体的质点抽象成几何点，由这些等同的几何
重 点
掌握内聚能密度的概念，内聚能密度大小与分子 间作用力之间的关系；结晶度的概念、测定方法 和计算方法；取向和解取向的概念、机理以及取 向对高聚物性能的影响。
难 点
正确理解和掌握聚合物的取向和解取向的概念、 聚合物的结晶态和取向态之间的区别。理解晶态、 非晶态和液晶态高聚物的结构。
第一节 高聚物分子间作用力
内聚能：克服分子间作用力，把一摩尔液体或固体分 子移到其分子引力范围之外所需要的能量。
E H V RT E ——内聚能 HV ——摩尔蒸发热 RT——转化为气体时所作的膨胀功
内聚能密度 CED （Cohesive Energy Density）：单位体积
凝聚体汽化时所需要的能量。
CED
E V~
高聚物分子间作用力
(intermolecular force)
静电力 范德华力 诱导力Fra bibliotek色散力氢键
一、静电力 (orientation force)
静电力：存在于极性分子与极性分子之间的引力。
偶极矩：极性分子带有的电荷与正负电荷距离的乘积。
qr
静电力相互作用能
Ek
2 3
12
2 2
R 6KT
（12.6～20.9 kJ/mol）
kJ/mol 主要有分子间氢键和分子内氢键，
R R
O H
O H
H
O
R
O
O
H
C
H
O
邻羟基苯甲酸
凡具有分子间氢键的高聚物，一般具有较高的机械强
度和耐热性，如尼龙等。
五、 内聚能和内聚能密度（CED）
由于分子间作用力的大小是各种吸引力与排斥力所 作贡献总和的反映，而且高分子的分子量又很大，且存在 多分散性，所以高分子链间的相互作用不能简单地用某一 种作用力来表示，常用内聚能和内聚能密度来表示。