A. 聚合物的結晶特點
固體聚合物可劃分為結晶態聚合物和非晶態聚合物,其中非晶態聚合物又稱為無定形聚合物。結晶態聚合物是指,在高聚物微觀結構中存在一些具有穩定規整排列的分子的區域,這些分子有規則緊密排列的區域稱為結晶區。存在結晶區的高聚物稱為結晶態高聚物。
一般來說,高聚物的結晶總是從非晶態熔體中形成的,結晶態高聚物中實際上仍包含著非晶區,其結晶的程度可用結晶度來衡量。結晶度是指聚合物中的結晶區在聚合物中所佔的重量百分數。通常,分子結構簡單、對稱性高的聚合物以及分子間作用力較大的聚合物等從高溫向低溫轉變時都能結晶。例如聚乙烯(pe)的分子結構簡單,對稱性好,故當溫度由高到低轉變時易發生結晶。又如聚醯胺的分子鏈雖比較長,但由於其分子結構中「醯胺」的存在,使得分子之間容
易形成氫鍵,增大了分子間的作用力,因此當溫度由高到低轉變時也容易出現結晶現象。高聚物的結晶與低分子結晶區別很大,晶態高聚物的晶體結晶不完全,而且晶體也不及小分子晶體整齊,結晶速度慢,且沒有明顯的熔點,而是一個熔融的溫度范圍,通常稱為熔限。聚合物的結晶有很多不同的形態,但以球晶形態居多。聚合物一旦發生結晶,則其性能也將隨之產生相應變化。結晶可導致聚合物的密度增加,這是因為結晶使得聚合物本體的微觀結構變得規整而緊密的緣故。這種由結晶而導致的規整而緊密的微觀結構還可使聚合物的拉伸強度增大,沖擊強度降低,彈性模量變小,同時,結晶還有助於提高聚合物的軟化溫度和熱變形溫度,使成型的塑件脆性加大,表面粗糙度值增大,而且還會導致塑件的透明度降低甚至喪失。
注射成型後的塑件是否會產生結晶以及結晶度的大小都與成型過程中塑件的冷卻速率有很大關系。由於結晶度對塑件的性能有很大影響,工業上常採用熱處理方式來提高塑件的性能。