在诸多影响高分子聚合物结晶能力的因素中,既有外界温度、
时间与作用力等条件,
又有高分子聚合物本身结构的因素。
由于分子
结构的不同,
有能够结晶和不能结晶之分,
也有易于结晶和难以结晶
之分,还有熔点高低之分。
(
1
)化学结构的影响
从分子结构来看,线型高分子聚合物、
支链型高分子聚合物和交联度不大的网状结构高分子聚合物都能够
进行结晶。而体型结构的高分子聚合物,如酚醛树脂、硬质橡胶等,
就根本不可能产生结晶。
大多数橡胶,如天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、顺丁橡胶、反式聚
丁二烯橡胶和氯丁橡胶等,
在结构上均为有规则的立体构型,
均能结
晶。从高分子聚合物的结构上来看,化学结构越简单,分子链规则的
或者大部分规则的就越容易产生结晶。
用一般工艺合成生产的丁苯橡
胶、丁腈橡胶等,
由于其侧基排列不规则,链节的首尾相接的方式也
无规律可言,
甚至是含有一些支链结构,
更使分子链的结构极不规整,
所以这类橡胶不能进行结晶。使用齐格勒
-
纳塔催化体系而聚合的顺
丁橡胶,由于其结构规整性理想就比较容易结晶。
(
2
)分子间作用力的影响
分子间的作用力有利于将分子结合
在晶体之中,从而提高了结晶的能力。
有强极性基的高分子聚合物,
特别是能形成氢键的聚酰酸
(即尼
龙),它甚至在熔融状态时也能产生半有序区(即结晶中心)。对于
橡胶类来说,以天然橡胶和氯丁橡胶相比较,
后者的分子间作用力
比前者大,所以就易于结晶,熔点也比较高。
但是,
如果高分子聚合物的极性太大,
以致使分子链段不能有任
何运动的可能性时(如纤维素),虽然其分子链本身较为规整,也不
能进行结晶,这也是其柔性因素所影响的结果。
(
3
)
分子链柔性的影响
对于柔性分子链的高分子聚合物来说,
柔性过小则不易转变为有序排列,也就不易结晶。
总而言之,高分子聚合物的分子结构对结晶的影响是比较复杂
的,即使是结构非常类似的同类高聚物,如天然橡胶和顺式
-1
,
4-
聚异戊二烯橡胶,它们冷冻结晶的速度和伸长结晶的速度都不一样。
这可能是由于天然橡胶微观结构比较整齐,相对分子质量也比较大,
有极性组分和有一部分天然杂质,
致使冷冻结晶速度较快,
其熔点也
较高。
一般天然橡胶和顺丁橡胶在低温下可以结晶,
橡胶一旦结晶就
会失去弹性,变得跟塑料一样。拉伸模量、剪切模量等性能剧增,延
伸率、回弹性骤减。
高分子的结构规整度对其能否结晶看两个方面:内部因素,外
部条件
内部因素中,
立构规整度只是有利于结晶,
但并不是唯一的决定
因素。
如侧基很大,
严重影响了其结晶的能力,
根本就不能排入晶格,
那就自然不能结晶了。
或者这个链根本就是刚性的,
那即使是规整的
对其结晶也是无用的。
外部因素:有些结晶速度很快的,迅速冻结,根本来不及结晶,
那它自然不能结晶。
总之,不是什么高分子都能结晶的,要链段比较规整,如长的
烷基链比较好结晶,
但都是相对来说,
且结晶条件一般来讲相当苛刻,
很多都是要在高温下,高压下或是在高温下缓慢降温才能得到晶体,
且结晶时间一般都要很长,
缺陷也很大,
当然在极端条件下形成结晶
较完好的结晶聚合物它的力学性能是非常好的!
还有如果高分子长链
结构比较复杂,
但中间有部分是比较规整的链段那么在结晶的时候高
分子会部分结晶,
也就是说无序的结构比较复杂的那部分链段还是无
法结晶,但规整那部分可以结晶,会形成部分的物理交联,这样形成
的部分结晶聚合物的强度等方面的性能会提高。
比如串晶一类的,
力
学性能也比较好。
高分子材料为什么会结晶~
用PET为例.
1、PET材料的结晶度一般不会超过42% ,一般情况结晶度高透明度就会降低,但是这个情况的前提应该是同等厚度的.
2、同样的结晶度可能是透明的,也可能是不透明的.原因如下:
1)矿泉水瓶子的结晶度可能达到35%—40%之间,但是因为壁厚很薄的缘故(厚度小于0.5mm ,接近0.15mm),所以透明度很高,这是通俗的解释.
2)结晶也就是在高分子规则排列的现象,形成很多球状小颗粒,这些小颗粒本身是不透明的,但是因为直径太小,符合衍射原理.所以光线仍然可以发生衍射现象,能够透过去,所以看起来是透明的.
当缝隙的大小(或障碍物的大小)跟波长相差不多时就发生明显的衍射现象,在这里可以把结晶球体当作障碍物.
永远不会有100%结晶的高分子,即使是理论上也没有的,当你的聚合度足够大,并且忽略端基效应才可以百分百。
#19827573551#
高分子聚合物 结晶性和结晶难易度有什么关系 两个是一个概念吗 - ******
#文利# 结晶性好的聚合物 结晶较容易 但不一定就是结晶聚合物 因为是否结晶还跟外界条件有关.比如说结晶性很差的东西在很大拉力拉伸下或者较低温度下等苛刻条件下,它还是会结晶,就像橡胶~~当然 同样的道理 结晶聚合物也不一定是结晶性聚合物~~~所以 结晶性是一个聚合物在一定条件下跟其他聚合物结晶能力相对难易的性质,而结晶是一个结果,跟很多条件有关,不知道这样说你明白了吗?
#19827573551#
分子取向与结晶度 - ******
#文利# 一、什么是结晶性塑料? 结晶性塑料有明显的熔点,固体时分子呈规则排列.规则排列区域称为晶区,无序排列区域称为非晶区,晶区所占的百分比称为结晶度,通常结晶度在80%以上的聚合物称为结晶性塑料.常见的结晶性塑料有:聚乙烯...
#19827573551#
高分子结晶属于哪种晶体?与小分子结晶难易度比较 - ******
#文利# 一般情况下是球晶,在应力场下有可能形成串晶,树枝状晶等,高压下可以形成伸直链片晶.高分子不如小分子容易结晶,就算是结晶高分子,其结构中也含有非晶区,不可能完全结晶.不过有的高分子如聚乙烯结晶能力很强.
#19827573551#
高分子材料透明性和结晶度的关系 - ******
#文利# 结晶度与透明性的关系 :一般而言,结晶度大的透明性就差,但如查高分子材料的结晶的晶料足够小,小到纳米级,那就不影响透明性.如果你要了解更多,可以看高分子物理.里面有专门的讲解
#19827573551#
高分子材料的透明性和结晶度有关吗?有什么关系?能否给个详细点的资料 - ******
#文利# 透明性和结晶度有关系,高分子材料可以PET材料为例. 1、PET材料的结晶度一般不会超过42% .楼主说得很对,一般情况结晶度高透明度就会降低,但是这个情况的前提应该是同等厚度的. 2、同样的结晶度可能是透明的,也可能是不透明...
#19827573551#
高分子的结晶能力受哪些因素的影响?其结晶能力会影响橡胶的哪些性能? - ******
#文利# 影响因素有结构规整度、冷却温度、受热时间与温度、固体杂质.一般天然橡胶和顺丁橡胶在低温下可以结晶,橡胶一旦结晶就会失去弹性,变得跟塑料一样.拉伸模量、剪切模量等性能剧增,延伸率、回弹性骤减.
#19827573551#
高分子晶体中常见的缺陷? - ******
#文利# 首先要明确你指的缺陷是结晶形态(结构)上的缺陷,还是性能(如力学性能等)的缺陷?通常笼统地说,可能出现的问题有:结晶不完善/完全(二次升温曲线中会出现重结晶)、球晶不规整、内应力大等,还有某些导致力学性能很不好的结晶晶型和形态出现.
#19827573551#
判断题:立构规整度高的聚合物都能结晶??? - ******
#文利# 并不是都能结晶的.能不能结果看两个方面:内部因素,外部条件内部因素中,立构规整度只是有利于结晶,但并不是唯一的决定因素.如你所说的,侧基很大,严重影响了其结晶的能力,根本就不能排入晶格,那就自然不能结晶了.或者这个链根本就是刚性的,那规整也没有用~外部因素:有些结晶速度快的,迅速冻结,根本来不及结晶,那它自然不能结晶.所以都能结晶说得太绝对了~违反老马精神~~
#19827573551#
分子结构对高分子聚合物的结晶能力有何影响 - ******
#文利# 1、主链结构简单、规整、对称的高聚物具有极强的结晶能力,结构复杂、对成性差的不易结晶. 2、高分子链中存在极性基团或氢键,加强了分子链间的相互作用,使得高分子链在熔体时就能结合的更好些,易于结晶. 3、侧基的大小和种类关系到高分子主链的规整度.侧基大,空间位阻大,不易结晶. 4、高聚物相对分子量越大,熔体黏度越大,高分子链移动越困难,结晶速率小;支化度月高,高分子链的规整度越差,结晶速率越小;交联密度提高,结晶能力下降. 5、共聚物一般比均聚物的结晶能力差.第二第三单体的加入往往会破坏分子链的对称性和规整性.
#19827573551#
高分子结晶与小分子结晶有何不同 ******
#文利# 这个..在我上专业课的时候很详细的讲过这方面的知识,但用了将近2周的时间才把这部分讲完,所以我现在也只能简单的说下,具体的你可以去看高分子物理方面的书...