02633552753

با ما در تماس باشید

بلورینگی چیست چیست؟

11 فروردین 1400 ساعت 10:11
بلورینگی چیست چیست؟

بلورینگی چیست و چه تاثیری در خواص پلیمر دارد؟


پلیمر ها را از نظر شکل شناسی به دو دسته آمورف و کریستالی تقسیم می کنند.هر چه پلیمر به صورت منظم تر کنار هم قرار گرفته باشند ( مثل ماکارونی درون بسته ) پلیمر بلوری و هرچه به صورت در هم پیچیده شده باشند (مثل ماکارونی پخته شده) پلیمر بی نظم خوانده می شود باید توجه داشت در هر پلیمری این دو ناحیه وجود دارد و بسته به این که درصد بلورینگ (میزان منظم بودن رشته های پلیمری) چقدر باشد در دسته آمورف یا نیمه کریستالی قرار می گیرد، معمولا پلیمر های با بلورینگ 80-70 درصد را بلوری و کمتر از 15-10 درصد را آمورف در نظر می گیرند.شکل زیر آرایش این نواحی را نشان می دهد.

نواحی بلوری و آمورف در پلیمر


 
کوچکترین واحد بلوری که لایه نامیده می شود، مسطح است و شامل زنجیر هایی است که به شکل عمودی بوده و در هر 5-15nm    و گاهی به شکل تا خورده هستند. لایه ها به وسیله تعدادی از زنجیرها که ضمن عبور از ناحیه بی شکل از میان آنها عبور می کنند، به یکدیگر متصل می شوند.این لایه ها واحد های کره ای بزرگتری را تشکیل می دهند که گویچه (spherulite) نامیده می شوند و از طریق نواحی بی شکل به یکدیگر متصل می شوند.نواحی بلوری بر حالت سفتی و سختی پلیمر و دمای Tg  اثر می گذارد.در حالی که فاز بی شکل در دمای سرویس دهی پلیمر نسبتا نرم است، باعث انعطاف پذیری و استحکام ضربه بالا می گردد.اندازه گویچه ها به طور قابل ملاحظه ای بر روی خواص پلیمر موثر است.در شکل زیر تقسیم بندی پلیمر های آمورف و کریستالی به شکل نسبی نشان داده شده است.

 

بلورینگی در پلیمر ها-polymer crystallization

به طور کلی ویژگی های زیر ناشی از آثار بلورینگی است:

 

  1. سختی و چقرمگی:
    پلیمر های بلوری بین دمای Tg (دمای انتقال شیشه ای ) وTm  (دمای ذوب) چقرمه و زیر Tg خود ترد هستند.
    پلیمر های بیشکل در دمای کمتر از  Tg شکننده و در دمای بیشتر از آن لاستیکی هستند.
    پلیمر های با تبلور زیاد (بیش از 70 درصد) در دمای کمتر از Tm همراه محکم و سخت هستند.

 

  1. با افزایش بلورینگی معمولا چگالی، مقاومت گرمایی و شیمیایی، گرمای ویژه و رسانایی گرمایی، سفتی و سختی، استحکام کششی، مقاومت در برابر خزش، مقاومت در برابر مولکول های کوچک و جمع شدگی افزایش می یابد.
    استحکام ضربه، شفافیت، مقاومت در برابر ترک زایی تنش محیطی و اتلاف دی الکتریک کاهش می یابد.

 

  1. شاخه دار شدن و کو پلیمر شدن مقدار بلورینگی را کاهش و کشش سرد زیاد (جهت دار کردن زنجیر) بلورینگی را افزایش می دهد.
    مدول یانگ ارتباط مستقیمی با مقدار بلورینگی و جهت یافتگی دارد. هر چه مقدار بلورینگی و جهت یافتگی بیشتر باشد، مدول بیشتر است.
    با آرایش یافتن مولکولی، استحکام کششی و سختی افزایش و نفوذ پذیری و افزایش طول تا نقطه پارگی کاهش می یابد.

 

  1. در پلیمرهای بلوری، تخریب گرمایی-اکسایشی در نواحی بلوری رخ نمی دهد، چون اکسیژن به آسانی به داخل بلورچه ها نمی تواند نفوذ کند.
    لایه های بلوری بخش بزرگی از ریز ساختار را تشکیل می دهند که به وسیله ارتباط بین لایه ای به هم متصل می شوند و بخش صلب زمینه را تشکیل می دهد.

 

مقدار بالای Tg، کسر حجمی بلورچه ها بیشترین اثر را روی تنش تسلیم دارد. به طوریکه ارتباط خطی میان مقدار تبلور و تنش تسلیم وجود دارد.

اگر چه بلورینگی از خاصیت ذاتی هر پلیمر هست و بسته به ساختار مولکولی آن دارد اما بعضی راهکار ها می توانند مقداری بر میزان و شکل بلور ها تاثیر بگذارند و در نتیجه برخی خواصی را در پلیمر ایجاد کنند برای این منظور می توانید از افزودنی های پلینو استفاده کنید.


در جدول زیر خواص پلیمر های بلوری و آمورف بررسی شده:

 

ویژگی پلیمر آمورف و کریستالی- polyno