3.6 高分子材料晶態(tài)結(jié)構(gòu)(5)

    2. 球晶
     球晶是結(jié)晶高分子中最常見(jiàn)的一種結(jié)晶形態(tài)。在無(wú)應(yīng)力或流動(dòng)的狀態(tài)下，高分子從濃溶液或熔體冷卻結(jié)晶時(shí)，傾向于生成更為復(fù)雜的多晶體，外形呈圓球形。球晶的直徑通常在0.5至100微米之間，大的甚至可以達(dá)到厘米數(shù)量級(jí)，較大的球晶（直徑5微米以上）很容易在光學(xué)顯微鏡下觀察到。
                
    球晶的生長(zhǎng)是由一個(gè)晶核開(kāi)始，以相同的生長(zhǎng)速率向空間各個(gè)方向?qū)ΨQ放射生長(zhǎng)形成的多晶聚集體。在晶核較少，且球晶較小時(shí)，它呈球形；當(dāng)晶核較多，并繼續(xù)生長(zhǎng)擴(kuò)大后，互相接觸，球晶之間會(huì)產(chǎn)生非球形的界面，形成多角形聚集體。如圖3-52，其厚度在10到20nm，與過(guò)冷程度有關(guān)。在晶片中，分子鏈也取垂直于晶片平面方向排列，因而分子鏈總是與球晶的半徑相垂直的。
   通過(guò)電鏡等實(shí)驗(yàn)手段研究球晶內(nèi)部的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)表明，球晶上由徑向發(fā)射生長(zhǎng)的扭轉(zhuǎn)片晶組成的多晶聚集體。在晶片之間和晶片內(nèi)部尚存在部分由連接鏈組成的非晶部分。圖3-53為扭曲晶片及晶片中分子鏈排列的示意圖。扭曲晶片的厚度約為10nm，晶片中分子鏈的方向總是垂直于球晶的半徑方向。晶片之間有許多纖維狀的分子鏈相聯(lián)結(jié)，稱為聯(lián)結(jié)鏈。
   球晶的光學(xué)特征為在偏光顯微鏡的兩正交偏振片之間，呈現(xiàn)出特有的黑十字消光圖案(圖3-54)。有時(shí)還可以看到由中心向外的一系列黑白交替的同心圓環(huán)，或稱為消光環(huán)。這是由其內(nèi)部結(jié)構(gòu)引起的。