材料的结晶行为及性能学习教案

1、会计学1材料材料(cilio)的结晶行为及性能的结晶行为及性能第一页，共24页。第1页/共23页第二页，共24页。聚聚合合物物结晶性聚合物结晶性聚合物非结晶性聚合物非结晶性聚合物晶态晶态非晶态非晶态结晶结晶(jijng)条件条件分子结构分子结构(fn z ji u)的对称性和规整性的对称性和规整性结晶条件，如温度和时间等结晶条件，如温度和时间等聚聚合合物物结晶性聚合物结晶性聚合物非结晶性聚合物非结晶性聚合物第2页/共23页第三页，共24页。第3页/共23页第四页，共24页。C H2CC lC l影响结晶能力的因素影响结晶能力的因素1链的对称性和规整性a对称性链的对称性越高，越容易规则排列形成高

2、度有序的晶格。而对称性差的高分子链则不容易结晶。PVC 中，由于 Cl 原子引入破坏了对称性，是非结晶性高聚物。但 PVDC由于其对称性优于 PVC，则结晶性优于 PVC。第4页/共23页第五页，共24页。结晶能力的影响结晶能力的影响(yngxing)因素因素第5页/共23页第六页，共24页。无规高分子是否一定无规高分子是否一定(ydng)不能结晶不能结晶?PVC: 自由基聚合产物自由基聚合产物, 氯原子电负较大氯原子电负较大, 分子链上相邻的氯原子相互排斥分子链上相邻的氯原子相互排斥, 彼此错开彼此错开, 近似于间同立构近似于间同立构, 因此因此(ync)具有微弱的结晶能力具有微弱的结晶能力

3、, 结晶度较小结晶度较小(约约5%)PVA: 自由基聚合的聚乙酸乙烯基酯水解而来自由基聚合的聚乙酸乙烯基酯水解而来, 由于羟基体积小由于羟基体积小, 对分子链的几何结构对分子链的几何结构(jigu)规整性破坏较小规整性破坏较小, 因而具有结晶能力因而具有结晶能力, 结晶度可达结晶度可达60%聚三氟氯乙烯聚三氟氯乙烯: 自由基聚合产物自由基聚合产物, 具有不对称碳原子且无规具有不对称碳原子且无规, 但由于氯原子与氟原子体积相差不大但由于氯原子与氟原子体积相差不大, 仍具有较强的结晶能力仍具有较强的结晶能力, 结晶度可达结晶度可达90%结晶能力的影响因素结晶能力的影响因素第6页/共23页第七页，共

4、24页。结晶能力的影响结晶能力的影响(yngxing)因素因素第7页/共23页第八页，共24页。结晶结晶(jijng)能力的影响能力的影响因素因素第8页/共23页第九页，共24页。结晶结晶(jijng)能力的影响因能力的影响因素素M，粘度(zhn d)，链运动能力，结晶速度。第9页/共23页第十页，共24页。第10页/共23页第十一页，共24页。（1）结晶）结晶(jijng)温度温度第11页/共23页第十二页，共24页。结晶温度结晶温度结晶速度结晶速度TgTmaxTmTmax= (0.8-0.85) Tm总结晶速度总结晶速度: 在在TgTm之间可以结晶之间可以结晶, 但结晶速度在低温时受生长但

5、结晶速度在低温时受生长(shngzhng)过程控制过程控制, 在高温时受成核过程控制在高温时受成核过程控制, 存在一个最大结晶速度温度。存在一个最大结晶速度温度。第12页/共23页第十三页，共24页。压力压力、应力应力加速结晶加速结晶溶剂溶剂小分子溶剂诱导结晶小分子溶剂诱导结晶(结晶速度很慢的结晶速度很慢的PET)杂质杂质(zzh)(添加剂添加剂)若起隔阂分子作用若起隔阂分子作用(zuyng), 则阻碍结晶生长则阻碍结晶生长若起晶核作用若起晶核作用(zuyng), 则促进结晶，称为成核剂则促进结晶，称为成核剂（2）压力、溶剂、杂质）压力、溶剂、杂质(添加剂添加剂)第13页/共23页第十四页，共

6、24页。分子量分子量M小小,结晶结晶(jijng)速度快速度快;分子量分子量M大大,结晶结晶(jijng)速度慢。速度慢。GTM逐渐增大逐渐增大结晶速度的影响结晶速度的影响(yngxing)因素因素第14页/共23页第十五页，共24页。第15页/共23页第十六页，共24页。例1：PET 非晶态：室温下呈透明(tumng)状，玻璃化温度为67，密度为。 晶态：是不透明(tumng)的，玻璃化温度为81，密度为1455。 3 结晶(jijng)行为对高聚物性能的影响第16页/共23页第十七页，共24页。例2：PE结晶度自60至80的聚乙烯试样知：它的弹性模量从230MPa增至700MPa。其它(q

7、t)如表面硬度和屈服应力的变化趋势也一样。 例3：聚四氟乙烯当结晶度从60变至80时，它的弹性模量(tn xn m lin)从560MPa增至1120MPa。 3 结晶行为对高聚物性能(xngnng)的影响第17页/共23页第十八页，共24页。3 结晶行为(xngwi)对高聚物性能的影响第18页/共23页第十九页，共24页。3 结晶(jijng)行为对高聚物性能的影响（2）密度结晶度增大，密度增大。结晶度增大，密度增大。 第19页/共23页第二十页，共24页。第20页/共23页第二十一页，共24页。（5）其它）其它(qt)性能性能 结晶结晶(jijng)中分子规整密堆积，能更好的阻挡溶剂渗入，

8、所以结晶中分子规整密堆积，能更好的阻挡溶剂渗入，所以结晶(jijng)度升高，耐溶剂性升高。度升高，耐溶剂性升高。对塑料来讲，当结晶度提高到对塑料来讲，当结晶度提高到40以上后，晶区相互连接，形成贯穿整个材料的连续相。因此以上后，晶区相互连接，形成贯穿整个材料的连续相。因此 以上也不软化，最高使用温度可提高到结晶的熔点（而不是以上也不软化，最高使用温度可提高到结晶的熔点（而不是 ）可见结晶度升高，塑料耐热性升高。）可见结晶度升高，塑料耐热性升高。3 结晶行为对高聚物性能的影响gTgT第21页/共23页第二十二页，共24页。第22页/共23页第二十三页，共24页。NoImage内容(nirng)总结会计学。3 结晶行为对高聚物性能的影响。PE、PP是结晶度较高的塑料，EPR则是弹性体。如果两种共聚单体的均聚物结晶结构相近时，共聚物也可以结晶。如乙烯-四氟乙烯共聚物，乙烯-乙烯醇共