补充资料：高聚物的取向

高聚物的取向
orientation of polymers

高聚物的取向orientation of po一帅ers线型高聚物在外力作用下，顺着外力作用方向优先排列而成的形态。 如果将高聚物拉伸，就会导致分子链在拉伸方向上呈现一定程度的取向排列;在溶液和熔融状态下，大分子链也会在流动场的拉伸力和切应力的方向上呈现取向排列。这时可以分别通过迅速除去溶剂和冷却的方法把分子链排列的方式固定下来，这些高聚物材料就处于一种取向态中。取向本身可分为两类:①单轴取向。如化学纤维中分子链在纤维轴方向上取向排列。②平面取向。如塑料薄膜和板材中的大分子链呈现和薄膜平面平行的平面形状，而在平面内的分子链段的排列方向仍然是无规的。 高聚物材料分为两类。①非晶态高聚物。分子链一般是一种无规线团的结构(见高聚物的非晶态)。在拉伸以后，它们的取向有两种形式:在低温下整个大分子链不能运动，一般只有链段运动导致的小尺寸链段在外力方向上取向，而整个大分子链的排列仍然是无规的;在熔体状态下进行拉伸(例如合成纤维的纺丝过程)时，整个大分子链会在外力方向上排列而得到大尺寸范围的取向。②结晶高聚物。拉伸取向比较复杂，因为球晶在形变过程中会发生片晶之间的倾斜、滑移、转动甚至破裂，部分折叠链拉伸成为伸直链形成微丝结构，有时还会形成沿拉伸方向排列的完全伸直链的晶体。高聚物拉伸取向导致伸直链段的数目增多，折叠链段的数目减少。由于这些片晶之间的连接链增加，而且都是在拉伸方向上取向排列的，从而提高了取向高聚物材料在拉伸方向上的力学强度和韧性。实际上，熔体纺丝的各种结晶高聚物纤维在制造过程中都要拉伸4一5倍，这样可使强度提高3一4倍，断裂伸长大大减少，使用价值提高。利用这个原理还可以制造出更高强度的高聚物材料。例如带有芳香环的聚酞胺分子链比较刚硬，结晶时不易形成折叠链结构而易于形成伸直链结构，利用特殊的冷冻纺丝法，即把它的熔体在其玻璃化温度以下迅速淬火，低温纺出，并在此温度以适宜的牵伸力进行连续牵伸，就可以获得高含量伸直链晶体的纤维。聚乙烯的高剪切应力急速冷却纺丝也可以得到这样的纤维，它们的强度可达20一25克/紫，与金属丝相当。同时，双轴取向的定向有机玻璃，其力学强度、抗银纹和抗裂纹扩张性能等都得到了极大的提高，在航空领域中，广泛用作透明材料。 对高聚物取向态的研究方法主要有:X光衍射方法，它能识别高聚物的晶区和非晶区，是一种测定取向度同时也能测定取向分布的唯一方法;双折射法，由于取向材料会具有光学各向异性，可以用偏光显微镜测定材料在平行和垂直于取向方向上折射率的差异来得到取向程度的一种表征;另外，测量声速和热传导的各向异性，以及宽线核磁共振、小角激光和中子散射、拉曼散射、红外二向色性等方法都可以用于高聚物材料取向态的研究。由于高聚物的取向态结构对于材料的强度、延伸和模量都有重要的影响，所以它经常是和力学性能的研究一起进行的。此外，取向态对高聚物结晶动力学的影响，非晶态二元共混高聚物的取向松弛对聚集态结构的影响，也受到了重视。

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