结晶度/结晶度

结晶度是指固体的结构顺序的程度。在晶体中,原子或分子的排列是一致和重复的。许多材料,如微晶玻璃和一些聚合物,可以用这种方法制备成结晶区和非晶区混合物。

然而,即使是完全结晶的材料,其结构的完美程度也会有所不同。

例如,大多数金属合金是结晶的,但通常由许多独立的结晶区(晶粒或晶体)组成。

在由晶界分开的不同方向上,它们也包含其他晶体缺陷,如位错。这降低了结构的完美程度。

最完美的晶体是为半导体电子学生产的大单晶硅球(即它们没有晶界);它们几乎没有位错,而且有精确控制的缺陷原子浓度。

结晶在一些热塑性塑料中可以观察到大量的聚合物。当熔体凝固时,聚合物中的分子链发生部分排列。基于结晶核,分子链折叠在一起,形成有序区域,称为片层。

结晶度

塑料的性能受到塑料的硫化程度的显著影响结晶。结晶程度越高,铸模件越硬越强,但也越脆。

结晶的程度受化学结构和热历史的影响,例如在加工过程或热处理后的冷却条件。

对于结晶度的测定,K是测定的熔化焓∆H为完全结晶材料的文献值∆Hlit。

H K =∆/ H∆点燃

热历史:a的第1条加热曲线显示热历史或机械历史DSC测量。第二条加热曲线用于确定材料在给定动态条件下的性能。

结晶度对硬度、密度、透明度和扩散有显著影响。

然而,其性质不仅取决于结晶度,还取决于结构单元的大小或分子取向。

应用实例

聚合物结晶度的测定

低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯(PP)的熔融行为如图1所示。

峰值温度有助于识别聚合物和聚合物混合物。

峰值面积代表熔化焓。

根据实验得到的这些值,可以用该标准来确定结晶度普罗透斯评估软件。

100%结晶聚乙烯的熔融焓为293 J/g, PP为207 J/g。计算得出LDPE的结晶度为46.5%,HDPE为74.2%,PP为48.8%。

图1:在氮气气氛(40 ml/min)中,以10k /min的升温速率在室温到200℃之间对不同聚合物结晶程度的测定;用DSC 204进行了测量F1凤凰城®采用带穿孔盖子的铝坩埚。

在结晶后过程中结晶度的测定

PET结晶度K的计算如下图2所示。

此时,熔体的焓面积∆hm,这里的42.83 J/g,从结晶后的焓面积∆hc,这里的40.29 J/g中减去,并除以文献值140 J/g。

这导致了一定程度的结晶,K为1.8%的PET。

应用注释

图2:RT - 300℃温度范围内PET后晶化过程中结晶程度K的计算样品以10k /min的加热速率在密封的带穿孔盖子的铝坩埚中加热。

相关的方法

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