21.6

تصنيف البوليمرات: التبلور

3.2K views01:21 min

في المواد الصلبة البوليمرية طويلة السلسلة ، يؤثر هيكل البوليمر على نسبة المجالات البلورية ، وهي مواقع لسلاسل البوليمر المرتبة والمكتظة ، إلى المجالات غير المتبلورة ، وهي مناطق من سلاسل البوليمر المضطربة والموجهة عشوائيا.

نظرا للحجم الكبير لسلاسل البوليمر ، لا يتم ملاحظة التعبئة المغلقة المطلوبة عبر جزيئات بأكملها. لذلك ، من الصعب تحقيق بوليمرات عالية البلورة ، وتوجد دائما المجالات غير المتبلورة في البوليمرات.

في كثير من الأحيان ، تزيد البدائل المتفرعة أو الكبيرة في سلسلة البوليمر من نسبة المجالات غير المتبلورة ، مما ينتج عنه بوليمرات غير بلورية وغير متبلورة.

توفر المجالات البلورية المتانة ، بينما تضفي المجالات غير المتبلورة المرونة.

ومع ذلك ، فإن كلا المجالين يضفي صلابة وهشاشة أقل من درجة حرارة التزجج الزجاجي. علاوة على ذلك ، تصبح المجالات غير المتبلورة مرنة بشكل متزايد.

عند التسخين الإضافي إلى درجة حرارة الانصهار البلوري ، أو درجة حرارة الانتقال الذوبان ، تصبح جميع المناطق البلورية غير متبلورة وسائلة ، لذلك تذوب البوليمرات البلورية عند درجة حرارة دقيقة.

تتحول البوليمرات غير المتبلورة تدريجيا إلى حالة سائلة ، مع عدم وجود درجة حرارة انتقال ذوبان محددة بشكل حاد.

Overview

Loading...

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

على عكس الجزيئات الأيونية أو التساهمية الصغيرة، لا تشكل البوليمرات مواد صلبة بلورية بسبب قيود الانتشار في هياكلها طويلة السلسلة. ومع ذلك، تحتوي البوليمرات على مجالات بلورية مجهرية مفصولة بمجالات غير متبلورة.

المجالات البلورية هي المناطق التي يتم فيها محاذاة سلاسل البوليمر بطريقة منظمة ويتم تجميعها معًا عن طريق قوى بين الجزيئات. على سبيل المثال، ترتبط السلاسل الموجودة في المجالات البلورية للبولي إيثيلين والنايلون ببعضها البعض عن طريق تفاعلات فان دير فال والروابط الهيدروجينية، على التوالي.

المجالات غير المتبلورة هي المناطق التي تكون فيها السلاسل موجهة بشكل عشوائي ومعبأة بشكل غير محكم، مما يؤدي إلى تفاعلات ضعيفة بين الجزيئات. إن وجود بدائل متفرعة أو كبيرة في سلسلة البوليمر يزيد من احتمالية تكوين مجالات غير متبلورة. يمكن أن تؤدي سلاسل البوليمر شديدة الاضطراب إلى بوليمر غير بلوري؛ على سبيل المثال، بولي (ميثاكريلات الميثيل).

الشكل 1: المجال البلوري (المستطيل) والمجال غير المتبلور (البيضاوي) للبوليمر.

تمنح المجالات البلورية المتانة للبوليمر، بينما تمنح المجالات غير المتبلورة المرونة. يتم تصنيع البولي (إيثيلين تيريفثاليت) أو PET بدرجات مختلفة تتراوح فيها نسبة المجالات البلورية من 0% إلى حوالي 55%. يتم استخدام مادة PET الأقل بلورة لصنع الزجاجات البلاستيكية. يتم استخدام PET عالي التبلور كألياف نسيج.

تختلف الخواص الحرارية للبوليمرات شديدة التبلور والبوليمرات غير البلورية. عند درجة حرارة التزجج، يتحول كلا البوليمرين من مادة صلبة قاسية إلى مادة مرنة. عند زيادة التسخين، تظهر البوليمرات البلورية فقط درجة حرارة انتقالية حادة للانصهار - حيث يتحول البوليمر إلى سائل. لا تمتلك البوليمرات غير البلورية درجة حرارة انتقالية محددة للانصهار (درجة حرارة الانصهار البلورية). لا تذوب البوليمرات المترابطة ولكنها تتحلل مباشرة عند درجات الحرارة القصوى.

Transcript

Loading...

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في المواد الصلبة البوليمرية طويلة السلسلة ، يؤثر هيكل البوليمر على نسبة المجالات البلورية ، وهي مواقع لسلاسل البوليمر المرتبة والمكتظة ، إلى المجالات غير المتبلورة ، وهي مناطق من سلاسل البوليمر المضطربة والموجهة عشوائيا.

نظرا للحجم الكبير لسلاسل البوليمر ، لا يتم ملاحظة التعبئة المغلقة المطلوبة عبر جزيئات بأكملها. لذلك ، من الصعب تحقيق بوليمرات عالية البلورة ، وتوجد دائما المجالات غير المتبلورة في البوليمرات.

في كثير من الأحيان ، تزيد البدائل المتفرعة أو الكبيرة في سلسلة البوليمر من نسبة المجالات غير المتبلورة ، مما ينتج عنه بوليمرات غير بلورية وغير متبلورة.

توفر المجالات البلورية المتانة ، بينما تضفي المجالات غير المتبلورة المرونة.

ومع ذلك ، فإن كلا المجالين يضفي صلابة وهشاشة أقل من درجة حرارة التزجج الزجاجي. علاوة على ذلك ، تصبح المجالات غير المتبلورة مرنة بشكل متزايد.

عند التسخين الإضافي إلى درجة حرارة الانصهار البلوري ، أو درجة حرارة الانتقال الذوبان ، تصبح جميع المناطق البلورية غير متبلورة وسائلة ، لذلك تذوب البوليمرات البلورية عند درجة حرارة دقيقة.

تتحول البوليمرات غير المتبلورة تدريجيا إلى حالة سائلة ، مع عدم وجود درجة حرارة انتقال ذوبان محددة بشكل حاد.

Explore More Videos

Polymer Classification

Crystalline Domains

Amorphous Domains

Polymer Crystallinity

Thermal Properties

Glass Transition

Melt Transition

Cross linked Polymers

Polyethylene Terephthalate