一些影响聚合物结晶的内在因素

如何判断聚合物是否有结晶的趋向呢?先了解影响聚合物结晶的内在因素:

1、高分子链的对称性:对称性好,容易结晶。(不要求高度对称)

比如:PTFE和PE对称性好,容易结晶,其中PE最高结晶度高达95%,当PE氯化后,破坏对称性,结晶能力大大降低。高压制备的支化聚乙烯结晶能力小于低压制备的线型聚乙烯。

(PVC结晶性如何呢?)

2、高分子链的规整性:一般考虑含有不对称中心的高分子或者具有顺反异够的高分子,规整性好,容易结晶。(不是全部链接都规整,允许部分不规整(支链、交链、构型不规整),不能太多,规整占优势。)

比如:PS、PMMA和PVA等无规聚合物,为非结晶聚合物。

聚丙烯PP,分为三种类型,等规、间规和无规PP,其中等规度影响了PP的结晶能力,等规PP结晶度高,而无规PP则是非结晶聚合物,呈无色透明状。一般聚α-烯烃需要考虑等规度。

聚二烯烃类,需要考虑顺反异构,全顺式或全反式结构具有一定的结晶能力,顺反无规排列,则链的规整性受到破坏,结晶能力降低。一般,顺式聚合物的结晶能力小于反式聚合物。

特例:聚三氟氯乙烯,既不是对称聚合物,又不是等规聚合物,但是结晶度可高达90%。无规PVC也有微弱的结晶能力。

3、链接较小和链的柔顺性:链节小,易形成晶核,柔顺性好,提高结晶能力。

比如:PET的结晶能力较PBT差,因为PBT中脂肪链比PET中脂肪链长,柔顺性更好。

4、交联:轻度交联,高聚物结晶能力下降,但是还能结晶(交联聚合物并非不能结晶),交联度增加到一定程度时,高聚物失去结晶能力。

5、分子间作用力,分子间能形成氢键时,有利于稳定结晶结构。

比如:PVA为非结晶性聚合物,但是水解后,得到的聚乙烯醇却能结晶,为什么呢? 因为氢键的作用。

6、共聚物的结晶能力:无规共聚,结晶能力降低。嵌段共聚物中,各嵌段保持相对的独立,能结晶的嵌段将形成自己的晶区。

注意:材料结晶,受到内因和外因的影响,所以具有结晶能力的聚合物,即可是晶形的,也可是非晶形的。

下图即为常见的结晶性塑料(右边部分:semi-crystal)和非结晶性塑料(左边部分:amorphous)

结晶聚合物和结晶塑料

欢迎大家留意交流聚合物结晶的影响因素与情况。

发布者

高分子

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