《聚合物表征》试卷及答案

9．无机粘土微观上呈现纳米级层状周期结构，通过X射线衍射（XRD）低角度的衍射峰可表征其层状周期的存在和周期尺寸。用无机粘土与某种聚合物通过某种工艺制备有机 / 无机“纳米插层”复合物，使聚合物分子链插入层状粘土间隙，构成由聚合物层与粘土层周期交替的 “纳米插层结构”。

请用XRD示意图及布拉格衍射公式说明，表征复合物中存在“纳米插层”的判据。（简化的Bragg衍射公式：2d sinθ=λ）。

d 蒙脱土

聚合物链

dˊ

根据2d sinθ=λ，粘土微观层状结构的层间距d，在XRD图上对应一个衍射峰。设：该衍射峰的峰位为2θ，见图（1）。

形成“纳米插层”结构后，粘土层之间的距离增大到dˊ，在XRD图上仍对应一个衍射峰，设：该衍射峰的峰位为2θˊ，见图（2）。

“纳米插层” XRD判据为粘土周期层的衍射峰向低角度移动：衍射角2θˊ< 2θ 因为：若“纳米插层”结构存在，则dˊ> d

又因λ确定，由2d sinθ=λ可知：sinθˊ< sinθ，于是：2θˊ< 2θ。

cps 曲线（1）

曲线（2）

2θ′ 2θ 2θ(°)

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