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聚合物的结晶动⼒学聚合物的结晶动⼒学本节主要内容：讨论结晶的过程和速度问题，即结晶的动⼒学问题。
⽬的：了解聚合物的结构和外界条件对结晶速度和结晶形态的影响，进⽽通过结晶过程去控制结晶度和结晶形态，以达到控制最终产品性能的⽬的。
⼀、⾼分⼦结构与结晶的能⼒聚合物结晶过程能否进⾏，必须具备两个条件：1、聚合物的分⼦链具有结晶能⼒，分⼦链需具有化学和⼏何结构的规整性，这是结晶的必要条件——热⼒学条件。
2、给予充分的条件－适宜的温度和充分的时间——动⼒学条件。
(⼀)链的对称性⼤分⼦链的化学结构对称性越好，就越易结晶。
例如：聚⼄烯：主链上全部是碳原⼦，结构对称，故其结晶能⾼达95％；聚四氟⼄烯：分⼦结构的对称性好，具有良好的结晶能⼒；聚氯⼄烯：氯原⼦破坏了结构的对称性，失去了结晶能⼒；聚偏⼆氯⼄烯：具有结晶能⼒。
主链含有杂原⼦的聚合物，如聚甲醛、聚酯、聚醚、聚酰胺、聚砜等，虽然对称性有所降低，但仍属对称结构，都具有不同程度的结晶能⼒。
(⼆)链的规整性主链含不对称碳原⼦分⼦链，如具有空间构型的规整性，则仍可结晶，否则就不能结晶。
如⾃由基聚合制得的聚丙烯、聚苯⼄烯、聚甲基丙烯酸甲酯等为⾮晶聚合物，但由定向聚合得到的等规或间规⽴构聚合物则可结晶。
⼆烯类聚合物：全顺式或全反式结构的聚合物有结晶能⼒；顺式构型聚合物的结晶能⼒⼀般⼩于反式构型的聚合物。
反式对称性好的丁⼆烯最易结晶。
(三)共聚物的结晶能⼒⽆规共聚物：1、两种共聚单体的均聚物有相同类型的晶体结构，则能结晶，⽽晶胞参数随共聚物的组成⽽发⽣变化。
2、若两种共聚单元的均聚物有不同的晶体结构，但其中⼀种组分⽐例⾼很多时，仍可结晶；⽽两者⽐例相当时，则失去结晶能⼒，如⼄丙共聚物。
嵌段共聚物：各嵌段基本上保持着相对独⽴性，能结晶的嵌段可形成⾃⼰的晶区。
例如，聚酯—聚丁⼆烯—聚酯嵌段共聚物中，聚酯段仍可结晶，起物理交联作⽤，⽽使共聚物成为良好的热塑性弹性体。
影响结晶能⼒的其它因素：1、分⼦链的柔性：聚对苯⼆甲酸⼄⼆酯的结晶能⼒要⽐脂肪族聚酯低2、⽀化：⾼压聚⼄烯由于⽀化，其结晶能⼒要低于低压法制得的线性聚⼄烯3、交联：轻度交联聚合物尚能结晶，⾼度交联则完全失去结晶能⼒。
聚合物的结晶能力聚合物能否结晶和结晶能力的差别，具根本原因是不同聚合物具有不同的结构特征，大分子排列的有规整性，在长度上能形成高度有序的晶格。
当然不可能要求大分子链节全部都是规整的排列，而是指不规整部分少(如支链、交链或结构上的其他不规整性)，而且要有合理的长度。
一般而言，大分子链的结构对称性愈好，愈容易结晶．如聚乙烯和聚四氟乙烯，但这并不意味着分子链必须具备高度的对称性，许多结构对称性不强而空间排列规整的聚合物同样也能结晶。
如果说分子空间排列的规整性是聚合物结晶的必要条件，那么大分子间的次价力(如偶极力、诱导力、色散力和氢键等)则是其结晶的充分条件。
因为前者只能说明大分子能够排成有序的阵列，而后者可克服分子热运动以保证整齐的阵列不会混乱。
大分子链的柔顺性是结晶时链段向结晶表面扩散和排列所必需的。
柔顺性差，在一定程度上降低聚合物的结晶能力；柔顺性过大则分子易缠结，排列成序的机会反而小。
另外，分子链节小易于形成晶核，也有利于结晶。
很多缩聚聚合物，由于其重复结构单元一般比加聚聚合物长，所以结晶比较困难。
当聚合物链采用位能最低的构象状态以及链段能密堆积(链中分子具有范德华半径时分子所占空间的体积分数称为分子密堆积分数)时，则结晶能力强。
结晶能力仅是聚合物能够结晶的内因，只有在有利的结晶条件下才能形成结晶。
2．6．1．2 聚合物的结晶形态晶体最本质的特点是微观结构的有序性，即离子、原子或分子在空间排列按最紧密堆积而具有三维长程有序的点阵结构。
这种在空间按一定的周期性排列的有规则质点所组成的空间点阵，具有一定的几何尺寸，称为晶格，每个质点位于晶格的结点上。
晶体的最小单元是“品胞”，了解一个晶胞的原子的性质和位置，就可以决定全部晶体结构。
晶胞的大小和形状，可以用六面体的三边之长(晶轴长度)a、b、c和三个夹角α、β、γ等六个晶胞参数来确定，见图2—36。
组成晶胞的六面体共有七种类型：立方、六方、四方、三方、斜方、单斜和三斜。
聚合物结晶度名词解释一、聚合物结晶的定义聚合物结晶是指聚合物分子在一定的条件下，按照一定的规律有序排列，形成具有一定晶体结构的固态过程。
聚合物结晶的存在对聚合物的性能有着重要的影响，例如硬度、弹性、强度、耐热性等。
二、结晶度的定义与测量结晶度是指聚合物中结晶区域所占的比例，通常用重量百分数或体积百分数表示。
结晶度的测量方法有多种，包括密度法、X射线衍射法、红外光谱法等。
其中，X射线衍射法是最常用的一种方法，通过测量聚合物晶体对X射线的衍射强度，可以计算出聚合物的结晶度。
三、结晶度对聚合物性能的影响1.力学性能：结晶度高的聚合物通常具有较高的硬度和刚度，因为晶体区的分子排列更加规整，能够承受更大的外力。
同时，结晶度对聚合物的弹性模量、拉伸强度和冲击强度等也有影响。
2.热性能：结晶度高的聚合物通常具有较高的耐热性和较好的热稳定性，因为晶体区的分子排列更加稳定。
此外，结晶度也会影响聚合物的熔点和热膨胀系数等。
3.光学性能：结晶度对聚合物的透光性和颜色有影响，因为晶体对光的折射和反射作用不同。
4.稳定性：结晶度高的聚合物通常具有更好的化学稳定性和耐氧化性，因为晶体区的分子排列更加规整和稳定。
四、结晶动力学结晶动力学是指聚合物结晶过程中各种因素对结晶速率的影响。
影响因素包括温度、压力、剪切力、添加剂等。
通过对结晶动力学的了解，可以控制聚合物的结晶过程和结晶形态，进而调控聚合物的性能。
五、影响因素1.温度：温度是影响聚合物结晶速率最重要的因素之一。
随着温度的升高，分子运动速度加快，有利于分子排布成晶格结构，从而提高结晶度。
但温度过高可能导致晶体结构不稳定，反而降低结晶度。
2.压力：在高压条件下，聚合物分子间的距离减小，相互作用力增强，有利于形成稳定的晶体结构。
适当提高压力可以提高聚合物的结晶度。
但压力过高可能导致分子链断裂或产生其他不利影响。
3.剪切力：在加工过程中，聚合物通常会受到剪切力的作用。
剪切力可以促进分子重新排列，有利于形成晶体结构。
聚合物结晶的特点一、引言聚合物结晶是指聚合物在一定条件下形成有序的结晶体系，这种结晶体系具有许多独特的特点。
聚合物作为一种重要的高分子材料，在工业生产和科学研究中得到了广泛应用。
因此，深入了解聚合物结晶的特点对于开发新型高分子材料和提高现有材料性能具有重要意义。
二、聚合物结晶的定义聚合物是由许多重复单元组成的大分子化合物，而聚合物结晶则是指在一定温度、压力和浓度条件下，由于分子间作用力引起分子排列有序而形成的三维空间网络。
三、聚合物结晶的特点1. 非均匀性与无机晶体相比，聚合物结晶具有明显的非均匀性。
这是因为在其形成过程中存在着各种不同类型的链段和侧基，这些链段和侧基会影响到整个分子链的排列方式。
2. 晶体缺陷由于聚合物结构中存在着各种不同类型的链段和侧基，因此在其形成过程中很容易产生晶体缺陷。
例如，链段的错位、侧基的扭曲等都会导致结晶体系中出现缺陷。
3. 分子链取向聚合物结晶过程中，分子链的取向对于晶体性质具有重要影响。
分子链可以沿着不同方向排列，从而产生不同的晶体结构和性质。
4. 晶体形态聚合物结晶的形态与其分子结构密切相关。
例如，线性聚合物往往形成长条状或者针状的结晶体系，而支化聚合物则容易形成球状或者片状的结晶体系。
5. 晶体尺寸聚合物结晶过程中，晶体尺寸对于材料性能有着重要影响。
通常来说，较大尺寸的晶体会使材料具有更好的力学性能和导电性能等。
6. 晶格畸变在某些情况下，聚合物结晶过程中会发生晶格畸变现象。
这种现象主要是由于分子间作用力不均匀所致，会导致部分分子排列方式发生改变。
四、影响聚合物结晶特点的因素1. 温度温度是影响聚合物结晶特点的重要因素之一。
一般来说，较高的温度会促进分子运动和排列，从而有利于结晶体系的形成。
2. 浓度浓度是影响聚合物结晶特点的另一个关键因素。
当浓度较高时，分子间作用力增强，有利于结晶体系的形成。
3. 分子结构聚合物分子结构对于其结晶特点具有重要影响。
例如，线性聚合物往往形成长条状或者针状的结晶体系，而支化聚合物则容易形成球状或者片状的结晶体系。
高聚物常见的结晶形态及形成条件高聚物的世界真是奇妙无比，结晶形态就像是它的“衣服”，各种风格各具特色，真是让人眼花缭乱。
想象一下，聚合物就像是小朋友们在玩积木，叠来叠去，拼出不同的形状。
有的聚合物喜欢规规矩矩，形成整齐划一的结晶结构，这就像是小学生在课堂上坐得笔直。
而有的聚合物则喜欢自由洒脱，形成非晶态的形态，犹如一群顽皮的小孩在操场上打闹，完全不在乎规则。
说到结晶，得提提温度和压力。
这两个家伙就像调皮的小精灵，随时可能影响聚合物的结晶过程。
温度一升高，聚合物们的活动力就强了，像是在聚会一样热闹。
而一旦温度降低，它们就开始慢慢“冷静”下来，逐渐形成美丽的结晶。
这就像是夏天的冰淇淋，放在阳光下融化了，结果变得稀稀拉拉；但是放进冰箱里，它又重新结成了固体，晶莹剔透，诱人得很。
再说说结晶的过程，通常需要一些“朋友”的帮助，比如添加剂。
添加剂就像是催化剂，让聚合物们更快地“聚会”，加速结晶的形成。
有些添加剂能够让聚合物们更加“听话”，促使它们形成更为规整的结晶结构。
而有的添加剂则是“调皮鬼”，让结晶变得复杂多变，增加了不少难度。
这种情况下，聚合物的结晶过程就像是一场复杂的舞蹈，需要协调与配合，才能跳出美妙的旋律。
结晶的形态和聚合物的种类密切相关。
像聚乙烯，结晶能力超强，可以形成晶莹剔透的薄膜；而聚苯乙烯呢，通常是非晶态，质感光滑，就像是一个优雅的舞者。
在日常生活中，我们也能见到它们的身影，聚乙烯袋子和聚苯乙烯杯子可都是常客，帮我们解决了不少麻烦。
哎，说到这里，聚合物的结晶还真是一门“高深”的学问。
科学家们为了深入了解它们的结晶特性，常常要在实验室里“奋战”好几天。
这就好比是打游戏，要不断练习，才能掌握每个关卡的技巧。
通过各种实验，他们能够发现聚合物在不同条件下的结晶特征，甚至可以设计出新型的聚合物材料，应用在各行各业，真是让人佩服得五体投地。
除了温度和添加剂，结晶的速度也是关键。
速度太快，聚合物可能没时间聚齐，形成的结晶就会不完整；速度太慢，又会导致结晶不均匀，最终的产品可能就会大打折扣。
