为什么结晶能使聚合物力学性能变好？

Question

如题所述

Answer 1

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，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。

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，如聚苯乙烯等。

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。

扩展资料：

纯金属的结晶过程是在冷却曲线上的水平线段内发生的。实验证明：金属结晶时，首先从液体金属中自发形成一批结晶核心，与此同时，某些外来的难熔质点也可以充当晶核，形成非自发晶核；

随着时间的推移，已形成的晶核不断长大，并继续产生新的晶核，直到液体金属全部消失，晶体彼此接触为止。所以结晶过程就是不断地形核和晶核不断长大的过程。