结晶度对聚合物性能的影响

聚合物的结晶形态

结品聚合物由“品区”(分子有规则紧密排列的区域)和“非晶区”(分子处于无序状态的区域)所组成,晶区所占的重量百分数,称为结晶度。对同一种聚合物来说,结晶度的大小对聚合物的机械性能有着重大影响。

结晶度对聚合物性能的影响

所谓结晶度就是结晶部分的重量或体积占总体重量或体积的百分数。它对聚合物的力学性能、密度、光学性质、热性质、耐溶剂性、染色性以及透气性等均有明显的影响。随着结晶度的提高,拉伸强度增加,而伸长率及冲击强度趋于降低;相对密度、硬度等物理性能也有所提高。

一般来说,弹性模量也随结晶度的提高而增加。但冲击强度则不仅与结晶度有关,还与球晶的尺寸大小有关,球晶尺寸小,材料的冲击强度就要大一些。结晶使大分子呈现规整有序的排列。结晶度越大,晶区范围就越大,分子间的作用力越强,因此强度、硬度、刚度就越高(耐热性和耐化学性就越好),而与链运动有关的性能如弹性、伸长率、冲击强度等则降低。

结晶聚合物通常呈乳白色,不透明。例如,非消光聚对苯二甲酸乙二酯切片,在高温真空干燥过程中会逐渐由透明变为“失透”,就是由于结晶的缘故。

聚合物的结晶度达40%以上时,由于晶区相互连接,贯穿整个材料,因此它在7,以上仍不软化,其最高使用温度可提高到接近材料的熔点,这对提高塑料的热形变温度是有重要意义的。

另外,晶体中分子链的紧密堆砌,能更好地阻挡各种试剂的渗入,提高了材料的耐溶剂性;但是,对于纤维材料来说,结晶度过高不利于它的染色性。因此,结晶度的高低,要根据材料使用的要求来适当控制。

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