聚合物球晶

聚合物球晶

聚合物球晶是指聚合物從熔體或濃溶液中結晶時生成的一種常見的結晶結構。它是以一個晶核為中心沿各徑向方向生長而成的,由於各方向上的生長速度相同,因而生長發展成一圓球狀的多晶聚集體。

基本介紹

  • 中文名:聚合物球晶
  • 外文名:polymer spherulite
  • 學科:材料工程
  • 領域:工程技術
定義,結構,優點,形成,

定義

聚合物球晶是指聚合物從熔體或濃溶液中結晶時生成的一種常見的結晶結構。它是以一個晶核為中心沿各徑向方向生長而成的,由於各方向上的生長速度相同,因而生長發展成一圓球狀的多晶聚集體。

結構

球晶的尺寸通常在0.1μm到幾毫米的範圍之間,與結晶條件有密切關係,當溫度接近熔點時球晶可以長得很大,而接近玻璃化轉變溫度結晶時球晶數目多而尺寸小。球晶具有雙折射並呈現出特殊的馬爾特(Maltese)黑十字消光圖象,因而很容易在偏光顯微鏡正交偏振片下直接觀察到。

優點

有時還可以觀察到具有一系列同心消光環的球晶。球晶有正負光性之分,當球晶中徑向方向的折射率大於切向方向的為正光性球晶;反之,徑向方向的折射率小於切向方向的為負光性球晶。球晶的大小將直接影響到聚合物材料的透明性,和力學性能,可以用加成核劑的方法來控制結晶過程,以得到微晶結構,從而改善材料的透明度和力學性能的目的。

形成

在某種介質體系中,過飽和、過冷卻狀態的出現,並不意味著整個體系的同時結晶。體系內各處首先出現瞬時的微細結晶粒子。這時由於溫度或濃度的局部變化,外部撞擊,或一些雜質粒子的影響,都會導致體系中出現局部過飽和度、過冷卻度較高的區域,使結晶粒子的大小達到臨界值以上。這種形成結晶微粒子的作用稱之為成核作用。均勻成核是指在一個體系內,各處的成核幾宰相等,這要克服相當大的表面能位壘,即需要相當大的過冷卻度才能成核。
非均勻成核過程是由於體系中已經存在某種不均勻性,例如懸浮的雜質微粒,容器壁上凹凸不平等,它們都有效地降低了表面能成核時的位壘,優先在這些具有不均勻性的地點形成晶核。因之在過冷卻度很小時亦能局部地成核。

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