簡析高分子聚合物材料結(jié)晶的概念
很多朋友在閱讀一些單體原料的產(chǎn)品說明書時或多或少的會看到“該產(chǎn)品具有較高或者較低的結(jié)晶性”之類的描述,那么通俗的說結(jié)晶性到底是個啥意思呢?
聚合物結(jié)晶的概念
結(jié)晶度用來表示聚合物中結(jié)晶區(qū)域所占的比例,聚合物結(jié)晶度變化的范圍很寬,一般從30%~85%。同一種材料,一般結(jié)晶度越高,熔點越高結(jié)晶是分子鏈的一種有序排列,而熔點是將分子的組裝結(jié)構(gòu)全部破壞掉,形成分子鏈形式.一般結(jié)晶度越高,分子鏈排列越規(guī)則,就需要更高的溫度來破壞,因此熔點也越高。確實英文crystal就是水晶、結(jié)晶的意思。
高分子鏈結(jié)構(gòu),對稱性好、無支鏈或支鏈很少或側(cè)基體積小的、大分子間作用力大的高分子容易相互靠緊,容易發(fā)生結(jié)晶。高分子從無序的卷團(tuán)移動到正在生長的晶體的表面,模溫較高時提高了高分子的活動性從而加快了結(jié)晶。在冷卻過程中如果有外力作用,也能促進(jìn)聚合物的結(jié)晶,故生產(chǎn)中可調(diào)高射出壓力和保壓壓力來控制結(jié)晶性塑料的結(jié)晶度。由于低溫有利于快速形核,但卻減慢了晶粒的成長,因此為了消除這一矛盾,在成型材料中加入形核劑,這樣使得塑料能在高模溫下快速結(jié)晶。
總體來說,結(jié)晶往往意味著硬邦邦,結(jié)晶也更多的意味著宏觀表現(xiàn),當(dāng)然前提多數(shù)都是一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓溫度25℃的宏觀狀態(tài)。水是大家熟悉的,常溫常壓下是液體,也因此使得生命成為可能,可當(dāng)溫度降低到零下的時候水就變成冰了,這個時候可以說水結(jié)晶了,宏觀上它變得相對硬邦邦了,可以劃分到晶體的范疇了。接著我們可以想一想水的這種變化或者結(jié)晶的過程,宏觀上的硬在微觀上意味著分子鏈運(yùn)動能力的降低或“凍結(jié)”,溫度的降低也意味著該狀態(tài)下水的熵值的減少,即混亂程度的降低,也就是說微觀或介官角度下,分子排列或者規(guī)整性更周期了,更加有序了,顯然也更容易結(jié)晶了,這也是我們常說的分子越規(guī)整越有利于結(jié)晶。從能量角度看,水分子通過更多的“凍結(jié)”來降低體系的自由能來維持冰塊的穩(wěn)定性或?qū)崿F(xiàn)吉布斯自由能小于零,溫度的明顯變化使得△熵明顯大于△焓從而△G為負(fù),結(jié)晶成也可能。
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