高分子结晶

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高分子的结晶态

高分子的结晶态

——高聚物比容 t——结晶时间 K——结晶速率常数 n——Avrami指数 (P166 表6-4)
t eKt n 0
27
t eKt n 0
Avrami方程取二次对数:
log
ln
0t
log
K
n
log
t
t eKt n 0
截距——log K 斜率——n
28
结晶速度的影响因素:
• 适用于多层片晶和熔体结晶的 情况
插线板模型
Paul J. Flory (1910-1985)
10
3. 聚合物的结晶过程
3.1 聚合物的链结构对结晶能力的影响
• 聚合物的结晶是分子链规则有序排列形成的三维远
程有序的晶体结构。
• 聚合物的结晶能力是指聚合物能不能结晶、容易不容
易结晶以及可达到的最大结晶度,聚合物的结晶能力的
19
3.2 聚合物的结晶度及其测定方法
1. 聚合物的结晶度
• 结晶聚合物是部分结晶的物质,其结晶程度的大小常沿 用小分子物质的结晶度来衡量。结晶度的表示方法有两 种:一种是以结晶部分的质量百分数 fw 来表示;另一种 是以结晶部分的体积百分数 fv 来表示。
f cW
mc mc ma
100%
f cV
松散近邻折叠链模型
提出模型:折叠处为松散的环状结 构 可以解释:单晶表面密度低的实验 现象 不能解释: •聚合物(PE)从熔体态冷却结晶的 速度很快,远大于分子链的运动速 度,因此,结晶时来不及作规整的 折叠。 •实验发现,在多层片晶之间存在 着连接分子链。
9
C. 插线板模型——
• 该模型认为,高分子链是完全 无规进入晶体的。在晶片中链 段规则平行排列,而相邻排列 的两个分子链段可能是非近邻 的链段和来自于不同分子的链 段。

高分子胶粘剂结晶问题与解决方案

高分子胶粘剂结晶问题与解决方案

高分子胶粘剂结晶问题与解决方案背景介绍:高分子胶粘剂是一种常见的粘合材料,广泛应用于工业生产和日常生活中。

然而,在使用过程中,我们经常会遇到高分子胶粘剂结晶的问题,这给生产和使用带来了一定的困扰。

本文将针对高分子胶粘剂结晶问题进行详细的分析,并提供相应的解决方案。

问题描述:高分子胶粘剂在长时间存放或低温环境下容易出现结晶现象。

结晶会导致胶粘剂的流动性降低,黏度增加,从而影响其粘接性能和使用效果。

此外,结晶还可能引起胶粘剂的外观变化,如颜色变浅或变深,甚至出现颗粒状物质。

问题分析:高分子胶粘剂结晶的主要原因是其成分中的某些组分在特定条件下形成结晶体。

常见的造成结晶的因素包括温度、湿度、成分配比以及溶剂选择等。

当温度下降或湿度较低时,胶粘剂中的溶剂挥发速度减缓,溶剂浓度增加,从而促使胶粘剂中的某些组分结晶。

此外,不合理的成分配比也会导致结晶问题。

解决方案:针对高分子胶粘剂结晶问题,我们可以采取以下几种解决方案:1. 控制温度和湿度:在生产和存储过程中,控制好温度和湿度是防止胶粘剂结晶的关键。

合理的温湿度条件可以减缓溶剂的挥发速度,降低溶剂浓度,从而减少结晶的发生。

建议在生产车间和仓储环境中安装恒温恒湿设备,确保温度和湿度处于适宜的范围内。

2. 优化成分配比:合理的成分配比对于防止胶粘剂结晶至关重要。

在配方设计过程中,应根据不同的胶粘剂类型和使用环境,选择合适的成分比例。

同时,还要注意不同成分之间的相容性,避免出现不良反应导致结晶问题。

3. 选择适当的溶剂:溶剂的选择对于胶粘剂结晶问题也有一定的影响。

一般来说,挥发性较低的溶剂更不容易引起结晶。

因此,在胶粘剂配方中,可以选择低挥发性的溶剂,如环保型溶剂或水性胶粘剂,以减少结晶的发生。

4. 使用抗结晶助剂:抗结晶助剂是一种能够有效抑制胶粘剂结晶的添加剂。

这些助剂可以改变胶粘剂中的结晶行为,提高其抗结晶性能。

在生产过程中,可以根据实际需要添加适量的抗结晶助剂,以提高胶粘剂的稳定性和使用寿命。

高分子物理教学中“结晶”概念的讲解

高分子物理教学中“结晶”概念的讲解

高分子物理教学中“结晶”概念的讲解高分子物理是一门研究高分子化合物的物理性质的学科,它通过研究高分子物质的结构、形态、动力学等方面,来深入了解高分子材料的性质和特性。

在高分子物理教学中,“结晶”概念是重要的一环,下面将从结晶的定义、产生机理、结晶速率与温度的关系以及高分子材料的晶体学等方面展开具体讲解。

首先说到结晶的定义,结晶是指高分子材料形成经典晶体的过程。

当高分子材料分子间的相互作用力已经超过了它们热运动所带来的热能,高分子材料会进入有序排列的状态,形成晶格结构。

高分子晶体可以看成不规则的、类似于几何体的平面毡球,其在的视角应始终保持正平视图,且其空间结构是有序的,表现出X射线衍射图案中的对称性,一般采用点群和空间群的符号来描述。

其次是结晶的产生机理。

高分子材料的结晶过程是一个动静态平衡的过程。

高分子分子在流动条件下呈链状展开的结构,但当高分子分子间的距离小到一定程度时,它们之间的链的空间位置相对固定,形成了一种有序排列的结构,也就是一定形态规则的晶体结构。

加入一些摩擦、外界因素的干扰,可以促进高分子有序排列的形成,形成不同形态的结晶。

同时,高分子材料在冷却过程中也会产生结晶。

一般情况下,随着温度的降低,高分子材料中分子的平均热能降低,使有序结构出现的自由能减少,从而促进结晶的形成。

再来看一下结晶速率与温度的关系。

在高分子物理实验中发现,结晶速率与温度有关联,温度越高,结晶速率就越快。

这是因为高分子分子在高温下具有较大的热运动能量,能够脱离有序排列结构,使结晶难以形成;而在低温条件下,高分子的分子热运动减弱,分子的有序结构应变化较小,从而有助于结晶的加速。

最后是高分子材料的晶体学问题。

高分子材料的晶体学分析是高分子物理中的一个重要领域。

晶体学主要解决了三个问题:一是晶体结构的解析分析,即确定每个分子的精确定位;二是晶体之间的相互作用问题,即利用X射线衍射技术和化学方法来确定精确的空间结构;三是晶体中分子的对称问题,即晶体对称性的问题。

高分子结晶的特点

高分子结晶的特点

高分子结晶有哪些特点?解: ( 1 )高分子晶体属于分子晶体。

已知小分子有分子晶体、原子晶体和离子晶体,而高分子仅有分子晶体,且仅是分子链的一部分形成的晶体。

(2) 高分子晶体的熔点Tm 定义为晶体全部熔化的温度。

Tm 虽是一级相转变点,但却是一个范围称为熔限,一般为Tm 士( 3~5 °C),而小分子的Tm 是一个确定的值,Tm 一般在士0.1 °C范围内。

高分子的与结晶温度有关。

(3) 高分子链细而长(长径比= 500~2000) ,如此严重的几何尺寸的不对称性,使得高分子链结晶得到的晶体只能属于较低级晶系(对称性较差的晶系),如单斜与正交晶系(大约各占30 %)。

至今还没有得到最高级的立方晶系(立方晶系是七大晶系中对称性最好的晶系)。

(4) 高分子的结晶是通过链段的协同运动排入晶格的。

由于链段运动有强烈的温度、时间依赖性,所以高分子结晶也具有很强的对温度、时间的依赖性。

如把结晶性高分子熔体骤冷可得到非晶或结晶度很低的晶体;慢冷却,甚至进行热处理(即在最适宜的结晶温度上保温一段时间),得到的则是高结晶度的大晶粒聚集体。

高分子结晶对温度的依赖性表现为结晶有一定的温度范围( Tg- Tm ) ,且在这个温度范围内,存在一个结晶速度最快的温度。

同时,高分子结晶速率常数K 对温度特别敏感,温度变化1 °C,K 相差2~3 个数量级。

(5) 有结晶度的概念。

当结晶性高聚物达到结晶温度时,即处于Tg- Tm 时,开始结晶。

由于高分子结构的复杂性,使得聚合物的结晶要比小分子晶体有更多的缺陷(如非晶区空间、交联、支化、杂质......),所以结晶总是很不完善,是一种晶区与非晶区共存的体系,结晶聚合物实际上是“部分结晶聚合物”。

按照折叠链的结晶理论,我们如果假设结晶聚合物中只包括完全结晶区和无定形区两个部分,则可定义为晶区部分所占的百分数为聚合物的结晶度,常用质量分数来表示(5) 高聚物的结晶过程分一次结晶(主结晶)和二次结晶(次级结晶)。

高分子物理结晶

高分子物理结晶

性状 橡胶状物质
塑料 纤维
2.2.1 晶体结构的基本概念 晶体:物质内部的质点三维有序周期性排列
把组成晶体的质点抽象成为几何点,由这些等同的几何点的集合所以形成的格子,称为空间格子,也称空 间点阵。 点阵结构中,每个几何点代表的是具体内容,称为晶体的结构单元。 晶体结构=空间点阵+结构单元
点阵 直线点阵——分布在同一直线上的点阵 平面点阵——分布在同一平面上的点阵 空间点阵——分布在三维空间的点阵
两束不同的光通过样品时产生一定的相位差而发生干涉现象,使通过球晶的一部分区域的光可以通过与起 偏器处在正交位置的检偏器,而另一部分区域不能,最后分别形成球晶照片上的亮暗区域。
②球晶的对称性。 样品沿平面方向转动,球晶的黑十字消光图像不变,即球晶的所有半径单元在结晶学上是等价的。
球晶的生长
• 球晶以折叠链晶片为基本结构单元 • 这些小晶片由于熔体迅速冷却或其他条件限制,来不
高分子物理结晶
凝聚态(聚集态)与相态
凝聚态:物质的物理状态, 是根据物质的分子运动在宏观力学性能上的表现来区分的, 通常包括固、 液、气体(态),称为物质三态
相态:物质的热力学状态,是根据物质的结构特征和热力学性质来区分的,包括晶相、液相和气相 (或态)
一般而言,气体为气相,液体为液相,但固体并不都是晶相。如玻璃(固体、液相)
质的主要因素。对于实际应用中的高聚物材料或制品,其使用性能直接决定于在加工成型过程中形成
的聚集态结构。
链结构只是间接影响高聚物材料的性能,而聚集态结构才是直接影响其性能的因素。
链结构是在高分子的合成过程中形成的,而聚集态结构是在高分子加工、成型过程中形成的。
小分子的共价键和次价键
共价键键能: 100-900kJ/mol

高分子结晶度

高分子结晶度
P.106
圖4.2
圖 4.2 (a)聚四氟乙烯、 (b)聚氯乙烯和 (c) 聚丙烯之重覆單元及鏈結構。
P.106
4.5 分子量
❖ 極大的分子量可在具有非常長鏈結構的高分 子中被發現。在聚合反應過程中並非所有的 高分子鏈都會長成一樣的長度;這導致鏈長 度或分子量呈現分布狀態。
P.106
❖ 以下有幾種定義平均分子量的方法: ❖ 數目平均分子量 Mn是將鏈分類成一系列的尺
m = 2(12.01 g/mol) + 3(1.01 g/mol) + 35.45 g/mol = 62.50 g/mol 而且
PHale Waihona Puke 109(c)表4.4b顯示用於重量平均分子量的數據,為從圖 4.3b中所取 得。各尺寸區間的 wiMi乘積列於表中最右側的欄位。這些乘 積的總和(4.5b式)產生了數值為 23,200 g/mol的 Mw。
❖ 具有相同成分的碳氫化合物也可能具有不同 P.100
表 4.1 某些石蠟化合物之成分與分子結構
P.102
❖ 聚合物的分4子.3是聚很巨合大物的分;由子於尺寸的關係,
它們經常被視為巨分子(macromolecule)。 對碳鏈高分子而言,每一條鏈的骨幹是由碳 原子所串成。 ❖ 這些長分子是由稱之為重覆單元(repeat unit) 的結構實體所組合而成,它們會沿著鏈的方 向連續地重覆排列 。單體(monomer)一詞 乃是指用來合成高分子之小分子。
P.102
表 4.2 一些常見的碳氫化合物族群
P.103
❖ 當沿著鏈的4所.4有高重覆分單子元化均為學相同形式時,
則所形成的高分子稱為均質聚合物 (homopolymer)。而鏈也可能由兩種或更 多種不同的重覆單元所組成,這則被稱為共 聚合物(copolymer)。

高分子物理专论

高分子物理专论

一、高分子结晶结构的主要特点与形态特征怎样?影响因素主要有哪些?主要研究方法有哪些?其在高分子结晶研究中的应用怎样?答:1. 结构与形态高分子之所以能够形成结晶,需要两个条件:(1)高分子链的构象要处于能量最低的状态;(2)链与链之间要平行排列而且能紧密堆砌。

高分子结晶不同于低分子物质的结晶。

高分子材料中几乎没有完整的晶体结构(如晶体不整齐、结晶不完全等),这主要与构成材料的高分子链的聚集形态有关。

高分子链之间的相互作用力包括范德华力、氢键和化学键,起主要作用的是范德华力。

由于聚集态结构不同,通常高分子材料表现出三种结构特点:非晶态、晶态(如球晶和单晶等)和取向结构。

其形态特征如下:1)晶区与非晶区共存。

由于高分子为长链结构,链上的原子通过共价键相连接,因此结晶时链段是不能充分自由运动的,必定妨碍其作规整的堆积和排列。

通常高分子材料都是以分子链的一小段有序排列形成晶区的,高分子链中折叠部分不规则排列的链段及连接相邻片晶之间的过渡区域中的链段则组成高分子晶态中的非晶区。

2)晶区部分与非晶区部分没有明显的界线每个高分子可以同时贯穿几个晶区和非晶区,而在晶区和非晶区两相间的交替部分有着局部有序的过渡状态,即使晶区也存在许多缺陷。

例如,对于缨状微束模型,晶区和非晶区相互穿插,同时存在,在晶区中,分子链互相平行排列形成规整的结构,但晶区尺寸很小,一根分子链可以同时穿过几个晶区和非晶区,晶区在通常情况下是无规取向的;而在非晶区中,分子链的堆砌是完全无序的。

2. 影响因素1)链的对称性高分子链的结构对称性越高,越容易结晶。

如聚乙烯分子,主链上全部是碳原子,没有杂原子,也没有手性碳原子,碳原子上是清一色的氢原子,对称性好,最容易结晶,最高结晶度可达95%。

但是将聚乙烯氯化后,由于分子链对称性受到破坏,便失去了原有的结晶能力。

2)链的规整性对于主链含有手性中心的聚合物,如果手性中心的构型完全是无规的,使高分子链的对称性和规整性都被破坏,这样的高分子一般不能结晶。

高分子结晶

高分子结晶

高分子结晶的形态和结构聚合物的基本性质主要取决于链结构,而高分子材料或制品的使用性能则很大程度上还取决于加工成型过程中形成的聚集态结构。

聚集态可分为晶态、非晶态、取向态、液晶态等,晶态与非晶态是高分子最重要的两种聚集态。

结晶形态主要有球晶、单晶、伸直链晶片、纤维状晶、串晶、树枝晶等。

球晶是其中最常见的一种形态。

各种结晶形态的形成条件列于表2-1,照片示于图2.1中。

表2-1 高分子主要结晶形态的形状结构和形成条件以上结晶形态都是由三种基本结构单元组成,即无规线团的非晶结构、折叠链晶片和伸直链晶体。

所以结晶形态中都含有非晶部分,是因为高分子结晶都不可能达到100%结晶。

(a)球晶(b)单晶(c)伸直链片晶(d)纤维状晶(e)串晶图2-1五种典型的结晶形态描述晶态结构的模型主要有:(1)缨状微束模型,(2)折叠链模型,(3)插线板模型。

折叠链模型适用于解释单晶的结构,而另两个模型更适合于解释快速结晶得到的晶体结构。

描述非晶态的模型主要有:(1)无规线团模型,(2)两相球粒模型。

总之模型的不同观点还在争论中。

对非晶态,争论焦点是完全无序还是局部有序;对于晶态,焦点是有序的程度,是大量的近邻有序还是极少近邻有序。

高分子晶体在七个晶系中只有六个,即不会出现立方晶系(由于高分子结构的复杂性)。

常见的是正交晶系(如聚乙烯)和单斜晶系(如聚丙烯),各均占30%。

高分子在晶胞中呈现两种构象,即平面锯齿形构象(PZ,以PE为例)和螺旋形构象(H,以PP为例)。

通过晶胞参数可以计算完全结晶的密度:式中:为晶胞中链节数;为晶胞体积,通过光衍射测得晶胞参数即可得到。

一种高分子可能由于结晶条件不同而产生不同晶胞,称同质多晶现象。

一、高聚物结晶的形态学结晶形态学研究的对象是单个晶粒的大小、形状以及它们的聚集方式。

1. 单晶:是具有一定几何形状的薄片状晶体,厚度通常在10纳米左右,大小可以从几个微米至几十个微米甚至更大。

在单晶内,分子链作高度规则的三维有续排列,分子链的取向与片状单晶的表面相垂直(即折叠链片晶的结构),但不同的聚合物单晶呈现不同的几何形状。

高分子材料的结晶和动力学研究

高分子材料的结晶和动力学研究

高分子材料的结晶和动力学研究一、前言高分子材料广泛应用于现代工业,因其良好的机械性能,化学稳定性和可塑性等特点。

然而,高分子材料内部多数为非晶态,其性质受结晶度影响很大。

因此,研究高分子材料的结晶及动力学行为对于掌握其性质和生产控制具有重要意义。

二、高分子材料的结晶1. 结晶的定义及分类高分子材料结晶是指在一定温度下,高分子链在分子间作用力的作用下,有序排列并逐渐形成规则的结晶区域。

常见的高分子结晶有三种类型:①单向拉伸结晶:高倍定向拉伸过程中,拉伸方向上的分子先形成结晶核心,然后逐渐沿着拉伸方向延伸。

②等温晶化结晶:高分子在等温条件下慢慢形成结晶。

③快速淬火结晶:高分子在快速冷却后形成临时性的结晶。

2. 影响高分子材料结晶的因素高分子材料结晶的过程涉及多种物理和化学变化,主要因素如下:①高分子本身的结晶度:其原子元素的排布方式影响材料的晶体结构。

②温度:高分子材料的结晶度和结晶率与温度有直接关系。

③溶液浓度:过饱和的溶剂中结晶率较高,但过度稀释的组成也会导致结晶度或结晶率不足。

④拉伸速度:一定速度下结晶越完善,另一些材料则相反,这与聚合物分子链结构有关系。

3. 结晶行为的表征高分子材料的结晶行为可以通过多种手段进行表征:①X射线衍射分析:一种直接的方法,可以确定聚合物的结晶结构和结晶度。

②差示扫描量热分析:通过测量反应热,表征聚合物晶化过程,并得到聚合物的结晶能和活化能等动力学参数。

③书面化学分析:通过核磁共振(NMR)技术和X射线光电子俄罗斯(ESCA)技术获得原子结构,研究结晶行为。

三、高分子材料的动力学行为高分子材料的分子链在空间中存在大量的运动,同时结晶与熔融的过程也行使分子链参与行动。

因而,高分子链的动力学行为对于聚合物材料的机械性能和物理性能的改变具有核心性影响。

1. 高分子材料分子链运动高分子链在空间中存在多种运动方式,如扭曲、摆动运动、爬行运动等。

其中,最主要的三种运动形式为:①自由扭曲运动:聚合物链在空间中翻,旋,摆,跳等自由的扭曲形变运动。

高分子胶粘剂结晶问题与解决方案

高分子胶粘剂结晶问题与解决方案

高分子胶粘剂结晶问题与解决方案引言概述:高分子胶粘剂在工业生产中起着重要的作用,然而,结晶问题却是制约其应用的一个关键因素。

本文将从五个大点出发,详细阐述高分子胶粘剂结晶问题的原因以及解决方案。

正文内容:1. 结晶问题的原因1.1 温度变化:高分子胶粘剂在不同温度下容易发生结晶,特别是在低温环境下。

1.2 溶剂挥发:在胶粘剂固化过程中,溶剂挥发会导致溶剂浓度增加,进而引发结晶问题。

1.3 结晶核形成:胶粘剂中存在微小的杂质或离子,这些物质可以作为结晶核,促使胶粘剂发生结晶。

2. 解决方案2.1 温度控制:通过控制胶粘剂的加热和冷却过程中的温度,可以有效减少结晶问题的发生。

2.2 溶剂选择:选择挥发性较低的溶剂,减少溶剂挥发引起的结晶问题。

2.3 溶剂浓度控制:控制溶剂的使用量,避免溶剂浓度过高,从而减少结晶的可能性。

2.4 纯化处理:通过纯化处理,去除胶粘剂中的杂质和离子,减少结晶核的形成。

2.5 添加抑制剂:添加一定量的抑制剂,能够有效抑制结晶的发生。

3. 结晶问题的影响3.1 胶粘性能下降:结晶会导致胶粘剂的黏度增加,胶粘性能下降,影响胶粘剂的使用效果。

3.2 设备堵塞:结晶物质会在设备中堵塞管道和喷嘴,影响生产效率。

3.3 产品质量下降:结晶的胶粘剂可能导致产品表面出现白点或颗粒,降低产品的质量。

总结:高分子胶粘剂的结晶问题是一个制约其应用的重要因素。

通过控制温度、选择适当的溶剂、控制溶剂浓度、纯化处理和添加抑制剂等解决方案,可以有效减少结晶问题的发生。

结晶问题的解决不仅能提高胶粘剂的使用效果,还能避免设备堵塞和产品质量下降的问题。

因此,针对高分子胶粘剂的结晶问题,我们应该采取有效的措施,以提高生产效率和产品质量。

高分子胶粘剂结晶问题与解决方案

高分子胶粘剂结晶问题与解决方案

高分子胶粘剂结晶问题与解决方案背景介绍:高分子胶粘剂是一种常见的粘合材料,广泛应用于各个行业。

然而,使用过程中常常会遇到胶粘剂结晶的问题,这会影响胶粘剂的性能和使用效果。

本文将详细介绍高分子胶粘剂结晶问题的原因和解决方案。

问题描述:高分子胶粘剂在储存和使用过程中,经常会出现结晶现象。

结晶会导致胶粘剂变得固体化,失去原有的粘接性能,给生产和使用带来困扰。

结晶的原因主要有以下几点:1. 温度变化:胶粘剂在低温环境下容易结晶,而在高温下则容易变稀。

温度变化会导致胶粘剂中的成分分子重新排列,从而形成结晶。

2. 湿度影响:湿度对胶粘剂的结晶也有一定的影响。

高湿度环境下,胶粘剂中的水分容易结晶,从而影响其粘接性能。

3. 贮存时间:长时间存放的胶粘剂容易出现结晶问题。

胶粘剂中的成分会随着时间的推移发生变化,从而引发结晶。

解决方案:针对高分子胶粘剂结晶问题,可以采取以下解决方案:1. 控制温度:在储存和使用过程中,尽量保持胶粘剂处于适宜的温度范围内。

可以使用恒温设备或者冷藏设备来控制温度,避免胶粘剂过冷或过热。

2. 湿度控制:在湿度较高的环境中,可以使用湿度调节器或者密封容器来降低湿度,减少胶粘剂中的水分含量,从而减少结晶的可能性。

3. 使用前预热:对于长时间未使用的胶粘剂,可以在使用前进行预热处理。

预热可以使胶粘剂中的成分重新均匀分布,减少结晶的风险。

4. 添加抗结晶剂:在胶粘剂的配方中添加一定比例的抗结晶剂,可以有效防止结晶的发生。

抗结晶剂可以改变胶粘剂的分子结构,增加其稳定性。

5. 定期检查:定期检查胶粘剂的储存条件和质量,及时发现问题并采取相应措施进行处理。

避免使用已经结晶或质量受损的胶粘剂。

总结:高分子胶粘剂结晶问题对于生产和使用都会带来一定的影响。

通过控制温度、湿度,使用前预热,添加抗结晶剂以及定期检查等措施,可以有效解决胶粘剂结晶问题,提高胶粘剂的使用效果和性能稳定性。

在实际应用中,根据不同的胶粘剂类型和使用环境,可以综合考虑以上解决方案,选择适合的措施来解决结晶问题,确保胶粘剂的质量和粘接性能。

高分子胶粘剂结晶问题与解决方案

高分子胶粘剂结晶问题与解决方案

高分子胶粘剂结晶问题与解决方案背景介绍:高分子胶粘剂是一种常用的粘接材料,广泛应用于各个行业。

然而,在使用过程中,我们常常会遇到高分子胶粘剂结晶的问题,这给生产和使用带来了一定的困扰。

本文将详细介绍高分子胶粘剂结晶的原因以及解决方案。

一、高分子胶粘剂结晶原因分析:1. 温度变化:高分子胶粘剂在低温下容易结晶,而在高温下则容易熔化。

因此,温度的变化是导致结晶问题的一个主要原因。

2. 溶剂挥发:高分子胶粘剂中的溶剂在使用过程中会逐渐挥发,当溶剂挥发速度大于溶剂的补充速度时,胶粘剂容易结晶。

3. 长时间存放:如果高分子胶粘剂长时间存放在容器中,容器内的湿气会导致胶粘剂结晶。

4. 质量问题:高分子胶粘剂本身的质量问题也可能导致结晶,如原材料的纯度不够高、配方不合理等。

二、高分子胶粘剂结晶解决方案:1. 控制温度:在生产和使用过程中,要尽量控制好温度,避免温度过低或过高。

可以通过加热或降温设备来控制温度,确保胶粘剂处于合适的温度范围内。

2. 防止溶剂挥发:可以通过加盖或密封容器来减少溶剂的挥发,避免胶粘剂结晶。

另外,可以选择挥发性低的溶剂,减少挥发速度。

3. 合理存放:在存放高分子胶粘剂时,应选择干燥、通风良好的环境,并确保容器密封良好,避免湿气进入。

如果存放时间较长,可以考虑使用密封袋或真空包装,进一步防止结晶。

4. 优化配方:对于质量问题导致的结晶,可以通过优化配方来解决。

可以选择纯度更高的原材料,调整配方比例,以提高胶粘剂的稳定性和抗结晶能力。

三、高分子胶粘剂结晶问题的影响:1. 使用困难:胶粘剂结晶后,黏度增加,粘接性能下降,使用起来会变得困难,影响生产效率。

2. 质量问题:结晶的胶粘剂可能会导致粘接不牢固,影响产品质量,甚至造成安全隐患。

3. 经济损失:由于结晶导致的胶粘剂浪费,会给企业带来经济损失。

四、结论:高分子胶粘剂结晶是一个常见的问题,但通过控制温度、防止溶剂挥发、合理存放和优化配方等解决方案,可以有效避免胶粘剂结晶问题的发生。

高分子结晶10

高分子结晶10
高分子结构与性能

第十章、高分子结晶
>2/3 synthetic polymers are crystallizable
Plastics
Semi-crystalline polymers
Textiles
Cellulose
Starch
Silks
Chitins

内容
1、高分子结晶的多层次结构 2、高分子结晶的热力学 3、高分子结晶统计热力学 4、高分子结晶动力学
1、高分子结晶的多层次结构
序列规整- -螺旋链--晶胞-折叠链片晶- 球晶 一级结构 二级结构 三级 四级 五级 近程结构 远程结构 聚集态结构 链结构 分子链构象 超分子结构
0.1nm 0.5nm
1nm
10nm
>1m
高分子结晶链折叠原理
高分子结晶链折叠发现历史
结晶链折叠的发现历史: 1930 Herrmans提出LDPE的缨状微束模型 fringed micelle;
因为缺陷而美丽!
/05/0918/16/1TUQQJNQ00161JVB.html
3、高分子结晶的统计热力学
热力学平衡时 宏观性质 ----- 微观结构信息 统计热力学
棒状分子的液晶有序化转变
稀溶液 浓溶液或本体
流体力学体积>>实占体积 1949,Onsager, 溶致液晶
高分子结晶的晶系分布
约150种高分子结晶体分布于七种晶系的统计 立方 正交 单斜 三方 四方 六方 三斜
cubic orthorhombic monoclinic trigonal tetragonal hexagonal triclinic
---- ---------------- -------------------- ----0 2/3 1/4 1/7 各分数加和>1,这是因为存在同质多晶现象crystal polymorphism,如iPP可出现晶(单斜、最稳定)、晶 (六方)和晶(三方),不同晶型可能由于动力学效应, 也可由相应的成核剂引发结晶。

高分子结晶形态

高分子结晶形态

高分子结晶形态1. 概述高分子结晶形态是指高分子材料在固态下的晶体结构和形态特征。

高分子材料具有多种结晶形态,包括无定形态、部分结晶态和完全结晶态。

高分子结晶形态对材料的物理性质和应用性能有着重要的影响,因此对高分子结晶形态的研究具有重要的科学意义和应用价值。

2. 高分子结晶机理高分子的结晶是由于分子间的相互作用力的存在而形成的。

高分子分子链的局部有序排列形成晶体结构,而分子链之间的无序排列则形成无定形态。

高分子结晶的主要机理包括链段的折叠和交叉,分子链的扭曲和屈曲以及分子链之间的相互作用力等。

3. 高分子结晶行为高分子材料的结晶行为可以通过热分析技术进行研究,如差示扫描量热法(DSC)、热重分析法(TGA)等。

这些技术可以通过测量材料的热性能变化来确定结晶温度、结晶度和结晶速率等参数,从而了解高分子材料的结晶行为。

3.1 结晶温度高分子材料的结晶温度是指材料从无定形态转变为结晶态的温度范围。

结晶温度取决于分子链的结晶能力以及外界条件,如温度、压力和结晶助剂等。

高分子材料的结晶温度通常通过DSC技术来测定。

3.2 结晶度高分子材料的结晶度是指材料中结晶部分的比例。

结晶度可以通过测量材料的熔点和热焓来确定。

高分子材料的结晶度与其结晶速率和结晶温度等因素密切相关。

3.3 结晶速率高分子材料的结晶速率是指材料从无定形态转变为结晶态的速度。

结晶速率受到多种因素的影响,包括温度、结晶助剂、分子链的结晶能力等。

高分子材料的结晶速率可以通过DSC技术和透射电子显微镜(TEM)等技术来研究。

4. 高分子结晶形态的影响因素高分子结晶形态的形成受到多种因素的影响,主要包括分子结构、分子量、结晶助剂和加工条件等。

4.1 分子结构高分子材料的分子结构对其结晶形态有着重要的影响。

分子结构中的键长、键角和键的取向等参数会影响分子链的折叠和交叉,从而影响结晶形态的形成。

4.2 分子量高分子材料的分子量对其结晶形态也有着重要的影响。

第六章高聚物结晶情形分析

第六章高聚物结晶情形分析

① 基本原理
a.打开活塞,将高聚物与惰性跟踪液装入膨胀计, 抽成真空(以防下一步产生气泡);
b.加热到高聚物熔点以上,使高聚物全部成为非 晶态熔体;
c.熔化后,将膨胀计移入预先控制好的恒温槽中, 使高聚物迅速冷却到预定温度;
d.观察、记录毛细管内液柱高度随时间的变化, 便可以考察结晶进行的情况。
一、高分子结晶的形态 高分子的结晶形态主要有球晶、单晶、伸直链
晶片、纤维状晶、串晶、树枝晶等。球晶是其 中最常见的一种形态。
a。球晶 b。单晶 c。伸直链片晶 d。纤维状晶 e。串晶 五种典型的结晶形态
名称 球晶
高分子主要结晶形态的形状结构和形成条件
形状和结构
形成条件
球形或截顶的球晶。由晶片 从熔体冷却或从>0.1%溶
② 数据处理
将实验得到的数据作 形曲线。
h h
t 0
h h
对t的图。得到反S
h0-表示膨胀计的起始读数; h∞-表示膨胀计的最终的读数; Ht-表示膨胀计的t时刻的读数。
由图可看出:在等温结晶过程中,体积变化起 先是较慢的,一段时间后,体积收缩加快,之 后又逐渐慢下来,最后,变得非常缓慢。通常 规定体积收缩进行到一半所需时间t1/2的倒数
T c ,m a x 0 .6 3 T m 0 .3 7 T g 1 8 .5
如果用膨胀计法或光学解偏振法观察高聚物的 等温结晶过程,可以得到一组等温结晶曲线。 由每一根曲线,可以得到一个t1/2,其倒数即为 该温度下的结晶速度,以1/t1/2对T作图,便得到 结晶速度-温度曲线。
球晶t1/2
因为结晶速度与透射光的解偏振光强成正比, 所以可将描述过冷聚合物熔体等温结晶过程的
Avrami方程推广到光学解偏振法中来:

高分子结晶特点

高分子结晶特点

高分子结晶特点
哎呀,说起这高分子结晶的特点啊,咱们可得好好说道说道。

首先呢,得说说这高分子结晶,就像咱们四川的火锅一样,得有个火候。

火大了,那就糊了;火小了,又煮不熟。

所以啊,这高分子结晶得有个合适的条件,才能长得好好的。

再说说这高分子结晶的形状吧,哎哟,那可真是千奇百怪,啥样的都有。

有的像咱们贵州的喀斯特地貌,层层叠叠的;有的像陕西的兵马俑,整整齐齐的;还有的像北京的四合院,规规矩矩的。

总之啊,就是各有各的特点,看得人眼花缭乱。

还有啊,这高分子结晶的稳定性也是一大特点。

就像咱们北京的老字号一样,经得起时间的考验。

不管环境怎么变,它都能稳稳当当地待在那儿,不轻易改变。

所以啊,这高分子结晶的稳定性也是让人佩服的。

总的来说啊,这高分子结晶的特点就像咱们各地的风土人情一样,各有各的魅力。

要想了解得更清楚,那可得好好研究一番才行啊!。

高分子胶粘剂结晶问题与解决方案

高分子胶粘剂结晶问题与解决方案

高分子胶粘剂结晶问题与解决方案引言概述:高分子胶粘剂是一种常用的工业粘接材料,但在生产和储存过程中,常常会出现结晶问题,影响其粘接性能。

本文将探讨高分子胶粘剂结晶问题的原因及解决方案。

一、结晶问题的原因1.1 温度波动:高分子胶粘剂在生产和储存过程中,受到温度的影响,温度波动较大容易导致结晶问题。

1.2 湿度影响:湿度过高或过低都会影响高分子胶粘剂的结晶情况,特别是在潮湿环境下更容易出现结晶。

1.3 质量问题:高分子胶粘剂本身的质量问题,如杂质含量过高、配方不合理等,也会导致结晶问题的出现。

二、解决方案2.1 控制温度:在生产和储存过程中,要严格控制温度,避免温度波动过大,可以采用恒温设备或者保温措施。

2.2 控制湿度:保持生产和储存环境的适宜湿度,避免湿度过高或过低,可以通过加湿器或者除湿器来调节湿度。

2.3 优化配方:对高分子胶粘剂的配方进行优化,减少杂质含量,提高质量稳定性,避免结晶问题的发生。

三、生产过程中的注意事项3.1 搅拌均匀:在生产过程中,要确保高分子胶粘剂的搅拌均匀,避免局部结晶,影响产品质量。

3.2 包装密封:生产完成后,要及时将高分子胶粘剂进行密封包装,避免受到外界湿度和温度的影响。

3.3 质量检验:在生产过程中要进行定期的质量检验,及时发现问题并进行处理,确保产品质量稳定。

四、储存管理措施4.1 温度控制:在储存过程中,要选择干燥通风的仓库,控制储存温度,避免高温或低温环境导致结晶问题。

4.2 包装保护:储存时要确保高分子胶粘剂的包装完好,避免受到外界湿度和氧气的影响,导致结晶问题。

4.3 定期检查:定期检查储存条件,及时发现问题并进行处理,确保产品质量稳定。

五、应急处理方法5.1 重熔处理:如果发现高分子胶粘剂出现结晶问题,可以进行重熔处理,将其加热至适宜温度,搅拌均匀,消除结晶。

5.2 过滤处理:通过过滤的方式,可以去除高分子胶粘剂中的结晶杂质,提高产品质量。

5.3 调整配方:根据实际情况,对高分子胶粘剂的配方进行调整,改善产品质量,避免结晶问题的再次发生。

高分子胶粘剂结晶问题与解决方案

高分子胶粘剂结晶问题与解决方案

高分子胶粘剂结晶问题与解决方案引言概述:高分子胶粘剂在工业生产中被广泛应用,但其结晶问题一直困扰着生产厂家和使用者。

本文将介绍高分子胶粘剂结晶问题的原因以及解决方案。

一、结晶问题的原因1.1 温度变化:高分子胶粘剂在低温环境下容易结晶。

当温度下降时,胶粘剂中的溶剂会凝固并形成结晶,导致胶粘剂失去粘性。

1.2 溶剂挥发:高分子胶粘剂中的溶剂在使用过程中可能会挥发,使得胶粘剂中的固体成分超过溶剂的溶解能力,从而形成结晶。

1.3 长时间储存:长时间储存会导致高分子胶粘剂中的成分发生分离,使得固体成分聚集并形成结晶。

二、解决方案2.1 温度控制:在生产和使用过程中,可以通过控制温度来避免高分子胶粘剂结晶。

保持适宜的温度范围,避免温度过低或过高,以减少结晶的发生。

2.2 添加抗结晶剂:在高分子胶粘剂的制备过程中,可以添加一定比例的抗结晶剂。

这些抗结晶剂能够改变胶粘剂的化学结构,提高其抗结晶能力。

2.3 真空封装:在胶粘剂包装过程中,可以采用真空封装的方式,减少胶粘剂中溶剂的挥发。

真空封装可以有效地防止溶剂挥发引起的结晶问题。

三、使用注意事项3.1 避免长时间储存:为了避免高分子胶粘剂结晶问题,使用者应尽量避免将胶粘剂长时间存放。

尽量选择新鲜的胶粘剂,避免使用过期产品。

3.2 避免温度变化过大:在使用高分子胶粘剂时,应尽量避免温度急剧变化。

温度变化过大会导致胶粘剂中的溶剂凝固形成结晶。

3.3 注意包装完整性:在购买胶粘剂时,应注意包装的完整性。

破损的包装可能会导致胶粘剂中的溶剂挥发,增加结晶的风险。

四、结晶问题的影响4.1 降低胶粘性:高分子胶粘剂结晶会导致其失去粘性,无法正常发挥粘合作用,影响产品的质量和使用效果。

4.2 增加生产成本:结晶问题会导致胶粘剂的浪费,增加生产成本。

生产厂家需要投入更多的人力和物力来解决结晶问题。

4.3 影响生产进度:当高分子胶粘剂结晶时,生产过程需要停止进行结晶物的清理工作,从而延长生产周期,影响生产进度。

高分子胶粘剂结晶问题与解决方案

高分子胶粘剂结晶问题与解决方案

高分子胶粘剂结晶问题与解决方案引言概述:高分子胶粘剂在工业生产中广泛应用,但在实际使用中常常会遇到结晶问题,影响胶粘剂的性能和粘接效果。

本文将就高分子胶粘剂结晶问题的原因和解决方案进行详细探讨。

一、结晶问题的原因1.1 温度变化导致结晶高分子胶粘剂在生产、储存和使用过程中受到温度变化的影响,容易导致结晶现象发生。

1.2 湿度影响结晶湿度是影响高分子胶粘剂结晶的另一个重要因素,湿度过高或过低都会导致结晶问题。

1.3 贮存条件不当不恰当的贮存条件也会导致高分子胶粘剂结晶,比如阳光直射、高温高湿等条件都会加剧结晶问题的发生。

二、解决方案2.1 控制温度在生产、储存和使用过程中,要控制好温度,避免温度变化过大引起结晶问题。

2.2 控制湿度保持适当的湿度对于避免高分子胶粘剂结晶至关重要,可通过加湿器或者干燥剂来控制湿度。

2.3 合理贮存在贮存高分子胶粘剂时,应选择阴凉干燥的地方,避免阳光直射和高温高湿环境,以免加剧结晶问题。

三、添加抗结晶剂3.1 抗结晶剂的作用抗结晶剂是专门用于防止高分子胶粘剂结晶的添加剂,能够有效地提高胶粘剂的稳定性。

3.2 添加方法在生产高分子胶粘剂时,可根据具体情况添加适量的抗结晶剂,按照生产工艺要求进行添加。

3.3 注意事项添加抗结晶剂时,应注意控制添加量,避免过量使用导致其他问题,同时要选择质量可靠的抗结晶剂。

四、改进生产工艺4.1 调整配方通过调整高分子胶粘剂的配方,可以减少结晶问题的发生,提高产品的质量。

4.2 优化工艺优化生产工艺,控制好生产过程中的温度、湿度等因素,有助于降低结晶问题的发生率。

4.3 质量检测加强质量检测,及时发现结晶问题并采取相应措施,确保产品质量。

五、加强售后服务5.1 定期维护为客户提供高分子胶粘剂的定期维护服务,及时检查产品状态,避免结晶问题的发生。

5.2 培训服务为客户提供相关的培训服务,教导正确的使用方法和贮存方法,帮助客户避免结晶问题。

5.3 及时反馈建立完善的客户反馈机制,及时了解客户的使用情况和问题反馈,为客户提供更好的解决方案。

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高分子结晶的形态与结构
聚合物的基本性质主要取决于链结构,而高分子材料或制品的使用性能则很大程度上还取决于加工成型过程中形成的聚集态结构。

聚集态可分为晶态、非晶态、取向态、液晶态等,晶态与非晶态就是高分子最重要的两种聚集态。

结晶形态主要有球晶、单晶、伸直链晶片、纤维状晶、串晶、树枝晶等。

球晶就是其中最常见的一种形态。

各种结晶形态的形成条件列于表2-1,照片示于图2、1中。

表2-1 高分子主要结晶形态的形状结构与形成条件
名称
形状与结构形成条件
球晶球形或截顶的球晶。

由晶片从中
心往外辐射生长组成
从熔体冷却或从>0、1%溶液结晶单晶
(又称折
叠链片晶)
厚10~50nm的薄板状晶体,有菱
形、平行四边形、长方形、六角形等形
状。

分子呈折叠链构象,分子垂直于片
晶表面
长时间结晶,从0、01%溶液得单
层片晶,从0、1%溶液得多层片晶
伸直链
片晶
厚度与分子链长度相当的片状晶
体,分子呈伸直链构象
高温与高压(通常需几千大气压
以上)
纤维状

“纤维”中分子完全伸展,总长度
大大超过分子链平均长度
受剪切应力(如搅拌),应力还不
足以形成伸直链片晶时串晶以纤维状晶作为脊纤维,上面附
加生长许多折叠链片晶而成
受剪切应力(如搅拌),后又停止
剪切应力时
以上结晶形态都就是由三种基本结构单元组成,即无规线团的非晶结构、折叠链晶片与伸直链晶体。

所以结晶形态中都含有非晶部分,就是因为高分子结晶都不可能达到100%结晶。

(a)球晶(b)单晶(c)伸直链片晶(d)纤维状晶(e)串晶
图2-1五种典型的结晶形态
描述晶态结构的模型主要有:
(1)缨状微束模型,(2)折叠链模型,(3)插线板模型。

折叠链模型适用于解释单晶的结构,而另两个模型更适合于解释快速结晶得到的晶体结构。

描述非晶态的模型主要有:
(1)无规线团模型,(2)两相球粒模型。

总之模型的不同观点还在争论中。

对非晶态,争论焦点就是完全无序还就是局部有序;对于晶态,焦点就是有序的程度,就是大量的近邻有序还就是极少近邻有序。

高分子晶体在七个晶系中只有六个,即不会出现立方晶系(由于高分子结构的复杂性)。

常见的就是正交晶系(如聚乙烯)与单斜晶系(如聚丙烯),各均占30%。

高分子在晶胞中呈现两种构象,即平面锯齿形构象(PZ,以PE为例)与螺旋形构象(H,以PP为例)。

通过晶胞参数可以计算完全结晶的密度:
式中:为晶胞中链节数;为晶胞体积,通过光衍射测得晶胞参数即可得到。

一种高分子可能由于结晶条件不同而产生不同晶胞,称同质多晶现象。

一、高聚物结晶的形态学
结晶形态学研究的对象就是单个晶粒的大小、形状以及它们的聚集方式。

1、单晶:就是具有一定几何形状的薄片状晶体,厚度通常在10纳米左右, 大小可以从几个微米至几十个微米甚至更大。

在单晶内,分子链作高度规则的三维有续排列, 分子链的取向与片状单晶的表面相垂直(即折叠链片晶的结构),但不同的聚合物单晶呈现不同的几何形状。

生长条件对单晶形状与尺寸的影响
1)、溶液的浓度:为了得到完善的单晶,溶液的浓度必须足够稀,使溶液中的高分子可以彼此分离,避免互相缠结。

通常,浓度约为0、01% 时可得单层片晶,浓度约为0、1% 时发展多层片晶,而浓
度大于1% 时则形成球晶。

2)、结晶温度: 结晶温度的高低直接影响结晶速度,要得到完善的单晶,结晶温度必须足够高,或过冷程度(即结晶熔点与结晶温度之差)要小,使结晶速度足够慢,以保证分子链的规整排列与堆砌。

一般,过冷程度20―30K时,可形成单层片晶,随结晶温度的降低,或过冷程度的增加,结晶速度加快,将形成多层片晶。

此外,随结晶温度的升高或过冷程度的降低,晶片厚度会增加。

3)、其它:采用热力学上的不良溶剂,有利于生长较大的更为完善的晶体。

另外,在同一温度下,高分子倾向于按分子量从大到小先后结晶出来,晶核由样品中最长的分子组成。

2、球晶:球晶就是由无数微小晶片按结晶生长规律长在一起的多晶聚集体。

球晶的直径可以达到0、5至100微米,大的可以达到厘米数量级。

球晶中分子链总就是垂直于分子链球晶的半径方向。

这说明球晶的基本结构单元仍然就是具有折叠链结构的片晶。

以一定的方式扭曲,同时从一个中心向四面八方生长,发展成为一个球状的多晶聚集体。

球晶就是由径向发射的微纤组成的,这些微纤就就是长条状的晶片,其厚度在10 ―20纳米之间。

在某些条件下,球晶呈示出某种特征的黑十字图象。

同心消光圆环就是径向发射的晶片缎带状地协同扭转的结果,
当结晶温度升高时,同心消光圆环的间距增大。

球晶的生长过程及小角分叉现象。

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