1、取向的概念
大分子链、链段或微晶在某些外场(如拉伸应力或剪切应力)作用下,可以沿着外场方向有序排列,这种有序的平行排列称为取向,所形成的聚集态结构,称为取向态结构。
2、取向的机理
非晶态聚合物有两种不同的运动结构单元——整个分子链和链段
链段的取向:通过单键的内旋转运动来完成,链段沿外场作用方向平行排列。例如:在高弹态下拉伸,整个分子链的排列仍然是杂乱无章的。
整个分子链取向:需要分子各链段的协同运动,分子链均沿外场方向平行排列。例如:在粘流态下,外力可使整个分子链取向,但链段可能没有取向。
对于结晶聚合物来说,在外场作用下,还发生微晶的取向,即伴随着晶片的倾斜、滑移过程,原有的折叠链晶片被拉伸破坏,重排为新的取向折叠链晶片、伸直链微晶或由球晶转变为微纤结构等等。
3、取向态主要结构特征:各向异性
未取向时,大分子链和链段的排列是随机的,因而呈现各向同性,取向后,由于在取向方向上原子之间的作用力以化学键为主,而在与之垂直的方向上,原子之间的作用力以范德华力为主,因而呈现各向异性。由此使材料在力学、光学和热学性能上取向前后产生显著差别。
力学性能:抗张强度及绕曲疲劳强度在取向方向上大大增加,而与其垂直的方向上降低;
光学性能:双折射现象;
热学性能:Tg增加,对结晶聚合物密度和结晶度增加。
4、按照外力作用方式可分为:单轴取向、双轴取向
单轴取向——纤维的拉伸
双轴取向——薄膜的拉伸
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