3.6 高分子材料晶态结构(5)

    2. 球晶
     球晶是结晶高分子中最常见的一种结晶形态。在无应力或流动的状态下，高分子从浓溶液或熔体冷却结晶时，倾向于生成更为复杂的多晶体，外形呈圆球形。球晶的直径通常在0.5至100微米之间，大的甚至可以达到厘米数量级，较大的球晶（直径5微米以上）很容易在光学显微镜下观察到。
                
    球晶的生长是由一个晶核开始，以相同的生长速率向空间各个方向对称放射生长形成的多晶聚集体。在晶核较少，且球晶较小时，它呈球形；当晶核较多，并继续生长扩大后，互相接触，球晶之间会产生非球形的界面，形成多角形聚集体。如图3-52，其厚度在10到20nm，与过冷程度有关。在晶片中，分子链也取垂直于晶片平面方向排列，因而分子链总是与球晶的半径相垂直的。
   通过电镜等实验手段研究球晶内部的结构细节表明，球晶上由径向发射生长的扭转片晶组成的多晶聚集体。在晶片之间和晶片内部尚存在部分由连接链组成的非晶部分。图3-53为扭曲晶片及晶片中分子链排列的示意图。扭曲晶片的厚度约为10nm，晶片中分子链的方向总是垂直于球晶的半径方向。晶片之间有许多纤维状的分子链相联结，称为联结链。
   球晶的光学特征为在偏光显微镜的两正交偏振片之间，呈现出特有的黑十字消光图案(图3-54)。有时还可以看到由中心向外的一系列黑白交替的同心圆环，或称为消光环。这是由其内部结构引起的。