结晶度

结晶度结晶度用来表示聚合物中结晶区域所占的比例，聚合物结晶度变化的范围很宽，一般从30%～80%。测定方法有：1.密度法：结晶度=（Va-V）/（Va-Vc）*100%Va——完全无定形聚合物的比容；Vc——完全结晶聚合物的比容；V——试样的比容（比容为密度的倒数）；2.热分析法；3.X射线检测、核磁共振等。一、什么是结晶性塑料？结晶性塑料有明显的熔点，固体时分子呈规则排列。规则排列区域称为晶区，无序排列区域称为非晶区，晶区所占的百分比称为结晶度，通常结晶度在80%以上的聚合物称为结晶性塑料。常见的结晶性塑料有：聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚甲醛POM、聚酰胺PA6、聚酰胺PA66、PET、PBT等。二、结晶对塑料性能的影响1）力学性能结晶使塑料变脆（冲击强度下降），延展性较差，拉伸强度和弯曲强度提高。2）光学性能结晶使塑料不透明，因为晶区与非晶区的界面会发生光散射。减小球晶尺寸到一定程式度，不仅提高了塑料的强度（减小了晶间缺陷）而且提高了透明度，（当球晶尺寸小于光波长时不会产生散射）。3）热性能结晶性塑料在温度升高时不出现高弹态，温度升高至熔融温度TM时，呈现粘流态。因此结晶性塑料的使用温度从Tg（玻璃化温度）提高到TM（熔融温度）。4）耐溶剂性，渗透性等得到提高，因为结晶分排列更加紧密。三、影响结晶的因素有哪些？1）高分子链结构，对称性好、无支链或支链很少或侧基体积小的、大分子间作用力大的高分子容易相互靠紧，容易发生结晶。2）温度，高分子从无序的卷团移动到正在生长的晶体的表面，模温较高时提高了高分子的活动性从而加快了结晶。3）压力，在冷却过程中如果有外力作用，也能促进聚合物的结晶，故生产中可调高射出压力和保压压力来控制结晶性塑料的结晶度。4）形核剂，由于低温有利于快速形核，但却减慢了晶粒的成长，因此为了消除这一矛盾，在成型材料中加入形核剂，这样使得塑料能在高模温下快速结晶。四、结晶性塑料对注塑机和模具有什么要求1）结晶性塑料熔解时需要较多的能量来摧毁晶格，所以由固体转化为熔融的熔体时需要输入较多的热量，所以注塑机的塑化能力要大，最大注射量也要相应提高。2）结晶性塑料熔点范围窄，为防止射咀温度降低时胶料结晶堵塞射咀，射咀孔径应适当加大，并加装能单独控制射咀温度的发热圈。3）由于模具温度对结晶度有重要影响，所以模具水路应尽可能多，保证成型时模具温度均匀。4）结晶性在结晶过程中发生较大的体积收缩，引起较大的成型收缩率，因此在模具设计中要认真考虑其成型收缩率5）由于各向异性显著，内应力大，在模具设计中要注意浇口的位置和大小，加强筋和位置与大小，否则容易发生翘曲变形，而后要靠成型工艺去改善是相当困难的。6）结晶度与塑件壁厚有关，壁厚冷却慢结晶度高，收缩大，易发生缩孔、气孔，因此模具设计中要注意控制塑件壁厚的控制五、结晶性塑料的成型工艺1）冷却时释放出的热量大，要充分冷却，高模温成型时注意冷却时间的控制。2）熔态与固态时的比重差大，成型收缩大，易发生缩孔、气孔，要注意保压压力的设定3）模温低时，冷却快，结晶度低，收缩小，透明度高。结晶度与塑件壁厚有关，塑件壁厚大时冷却慢结晶度高，收缩大，物性好，所以结晶性塑料应按要求必须控制模温。4）各向异性显著，内应力大，脱模后未结晶折分子有继续结晶化的倾向，处于能量不平衡状态，易发生变形、翘曲，应适当提高料温和模具温度，中等的注射压力和注射速度。在市场上,塑料种类很多,但是做塑料的人一般只知道分为工程塑料和日用塑料两类。实质上，塑料有结晶塑料和非结晶塑料之分。结晶塑料：尼龙、丙烯、乙烯、聚甲醛等等；非结晶塑料：聚碳、ABS、透苯、氯乙烯等等。聚合物结晶的影响因素可以分两部分：内部结构的规整性，以及外部的浓度、溶剂、温度等。结构越规整，越容易结晶，反之则越不容易，成为无定型聚合物。结构因素是最主要的。要提高聚合物的结晶取向，从结构来说，可以：增加分子链的对称性；增加分子链的立体规整性；增加重复单元的排列有序性，即无规共聚；增加分子链内含的氢键；降低分子链的支化度或交联度；从外部因素来看，可以在工厂实施的方法：退火，缓慢降温可以提高结晶度；注意应力的影响。如橡胶和纤维，应力条件下就加速结晶。溶剂的选择。良溶剂中不易结晶。结晶度对聚合物性能的影响聚合物的结晶度是一个重要的超分子结构参数。它对聚合物的力学性能、密度、光学性质、热性质、耐溶剂性、染色性以及气透性等均有明显的影响。结晶度的提高，拉伸强度增加，而伸长率及冲击强度趋于降低；相对密度、熔点、硬度等物理性能也有提高。一般地说弹性模量也随结晶度的提高而增加。但冲击强度则不仅与结晶度有关，还与球晶的尺寸大小有关，球晶尺寸小，材料的冲击强度要高一些。结晶聚合物通常呈乳白色，不透明。例如非消光聚对苯二甲酸乙二酯切片，在高温真空干燥过程中会逐渐由透明变为“失透”就是由于结晶的缘故。聚合物的结晶度高达40%以上时，由于晶区相互连接，贯穿整个材料，因此它在Tg以上仍不软化，其最高使用温度可提高到接近材料的熔点，这对提高塑料的热形变温度是有重要意义的。另外，晶体中分子链的紧密堆砌，能更好地阻挡各种试剂的渗入，提高了材料的耐溶剂性；但是，对于纤维材料来说，结晶度过高是不利于它的染色性。因此，结晶度的高低，要根据材料使用的要求来适当控制。