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1、学 海 无 涯,结晶对聚合物性能的影响,结晶作用对高分子聚乙烯板材等聚合物物理及力学性能影响都 十分显著(见下表)。结晶对性能的影响的程度主要取决于以下几个因 素：结晶度、晶粒大小和晶体的结构。,1)力学性能 通常随着结晶度的增加，聚合物的屈服应力、强度、 模量和硬度等均提高;而断裂伸长和冲击韧性则降低，显然结晶使聚 合物变硬变脆了。这是因为结晶度增加，分子链排列紧密有序，孔隙 率低，分子间相互作用力增加，链段运动变得困难的缘故 。 同样，当材料受到冲击时，分子链段没有活动余地，冲击强度降 低。结晶作用提高了软化温度，使得结晶聚合物在玻璃化温度以上仍 能保持适当的力学性能。另外在玻璃化温度以上
2、，微晶体可以起到物 理交联的作用，使链韵滑移减小，因而结晶度增加可以使蠕变和应力 松弛降低。,学 海 无 涯 球晶的结构对强度的影响超过了结晶度所产生的影响。大的球晶 通常使聚合物的断裂伸长和韧性下降，这是因为大的球晶内部的孔隙 和结晶界面的缺陷较多，这些最薄弱的环节受力后很容易发生破坏。 前面已经提过，球晶是聚合物熔体结晶的主要方式，它的大小通常采 用冷却速率来控制。缓慢冷却和退火能生产大的球晶，而由熔体快速 冷却或淬火可以得到小的球晶。尤其是使用一些异相成核，促进结晶 过程和加快结晶速度，可以生成多而小的球晶。对不同的聚合物，球 晶的大小和多少对性能的影响的趋势都不同。所以，能影响结晶速、
3、 结晶度的一些因素都会间接影响到聚合物的力学性能。 从晶体的结构上来说，由伸直链组成的纤维状晶体，其拉伸性能 比折叠链晶体好得多。根据这-道理，可以在加工冷却过程中改变工 艺条件形成伸直链晶体，.满足制品拉伸性能的要求。 2)密度和光学性质 晶区中的分子链排列规整，其密度大于非晶 区，因而随着结晶度的增加，聚合物的密度增大。物质的折射率与密 度有关，因此聚合物中的晶区与非晶区的折射率是不同的。光线通过 结晶聚合物时，在晶区界面上要发生折射和反射，而不能直接通过， 所以结晶区域越大，即结晶度越高的聚合物，其透明性就越差。结晶 度越小，透明性越好，那些完全非晶的聚合物，通常都是透明的，如 聚苯乙烯
4、等。 但是，如果一种聚合物的晶相密度与非晶相密度相近，光线在晶 区界面上几乎不发生反射和折射。或者当晶区的尺寸小到比可见光的,学 海 无 涯 波长还小，此时入射光也不发生反射和折射，这样的聚合物即使有结 晶，对透明性也不会有太大影响。对于许多结晶聚合物，为了提高其 透明性，可以设法减小其晶区尺寸。例如等规聚丙烯，在加工时加入 成核剂，可得到含小球晶的制品，其透明性和其他性能有所提高。 3)热性能 对作为塑料使用的聚合物而言，在不结晶或结晶度低 时，最高使用温度是玻璃化温度。结晶聚合物的熔点远远高于非晶聚 合物_韵玻璃化温度。结晶度提高会提高聚合物的熔点，所以结晶聚 合物在瓦以上都不至于软化，可通过结晶提高使用温度。,
