Γιατί κάποιο πολυμερές είναι εξαιρετικά κρυσταλλικό και άμορφο;
* Η κρυσταλλικότητα και η άμυνα είναι αντιτιθέμενες έννοιες: Η κρυσταλλικότητα και η άμυνα περιγράφουν τον βαθμό τάξης μέσα σε ένα πολυμερές υλικό. Ένα εξαιρετικά κρυσταλλικό πολυμερές έχει υψηλό βαθμό σειράς, με τις αλυσίδες πολυμερούς διατεταγμένου σε κανονικό, επαναλαμβανόμενο μοτίβο. Ένα άμορφο πολυμερές έχει μια πολύ λιγότερο διατεταγμένη δομή, με αλυσίδες τυχαία προσανατολισμένες. Υπάρχουν σε ένα φάσμα, όχι ταυτόχρονα.
Παράγοντες που επηρεάζουν την κρυσταλλικότητα σε πολυμερή:
* Δομή αλυσίδας πολυμερούς:
* Κανονικότητα: Τα πολυμερή με επαναλαμβανόμενες, συμμετρικές μονάδες (όπως πολυαιθυλένιο) είναι πιο πιθανό να κρυσταλλωθούν.
* Ευελιξία: Οι εύκαμπτες αλυσίδες (όπως το πολυαιθυλενίου) μπορούν να συσκευάσουν πιο εύκολα και να σχηματίζουν κρυστάλλους.
* διακλάδωση: Η διακλάδωση σε μια αλυσίδα πολυμερούς διαταράσσει την κανονικότητα και καθιστά πιο δύσκολο να ευθυγραμμιστούν οι αλυσίδες, μειώνοντας την κρυσταλλικότητα.
* Προϋποθέσεις επεξεργασίας:
* Ποσοστό ψύξης: Η ταχεία ψύξη οδηγεί σε λιγότερο χρόνο για να ευθυγραμμιστούν και να κρυσταλλωθούν οι αλυσίδες, με αποτέλεσμα ένα πιο άμορφο υλικό. Η αργή ψύξη επιτρέπει περισσότερο χρόνο για την οργάνωση και αυξάνει την κρυσταλλικότητα.
* άγχος/πίεση: Η εφαρμογή του στρες κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας μπορεί να προωθήσει την ευθυγράμμιση της αλυσίδας και να αυξήσει την κρυσταλλικότητα.
* Διαμοριακές δυνάμεις:
* Ισχυρότερες δυνάμεις: Οι ισχυρές ενδομοριακές δυνάμεις (όπως η δέσμευση του υδρογόνου) βοηθούν στην συγκράτηση αλυσίδων σε μια πιο οργανωμένη ρύθμιση, προωθώντας την κρυσταλλικότητα.
Γιατί είναι σημαντικό να κατανοήσουμε την κρυσταλλικότητα:
* Μηχανικές ιδιότητες: Τα κρυσταλλικά πολυμερή είναι γενικά ισχυρότερα, πιο σκληρά και έχουν υψηλότερα σημεία τήξης από τα άμορφα πολυμερή. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η διατεταγμένη δομή παρέχει αντίσταση στην παραμόρφωση.
* Οπτικές ιδιότητες: Τα κρυσταλλικά πολυμερή τείνουν να είναι πιο ημιδιαφανή ή αδιαφανή, ενώ τα άμορφα πολυμερή είναι συχνά διαφανή.
* Διαλυτότητα: Τα κρυσταλλικά πολυμερή είναι λιγότερο διαλυτά από τα άμορφα πολυμερή.
Συνοπτικά:
Τα πολυμερή μπορεί να είναι είτε εξαιρετικά κρυσταλλικά είτε πολύ άμορφα, ανάλογα με τη δομή και τις συνθήκες επεξεργασίας τους. Δεν είναι δυνατό για ένα πολυμερές να είναι ταυτόχρονα ταυτόχρονα. Η κατανόηση των παραγόντων που επηρεάζουν την κρυσταλλικότητα είναι ζωτικής σημασίας για τον έλεγχο των ιδιοτήτων των πολυμερών υλικών.
