폴리머 분류: 결정화도

이온성 분자나 작은 공유 분자와 달리 고분자는 장쇄 구조의 확산 한계로 인해 결정성 고체를 형성하지 않습니다. 그러나 폴리머는 비정질 도메인으로 분리된 미세한 결정 도메인을 포함합니다.

결정질 도메인은 폴리머 사슬이 질서정연하게 정렬되고 분자간 힘에 의해 서로 가깝게 유지되는 영역입니다. 예를 들어, 폴리에틸렌과 나일론의 결정 도메인에 있는 사슬은 각각 반 데르 발스 상호작용과 수소 결합에 의해 서로 결합됩니다.

무정형 영역은 사슬이 무작위로 배열되고 느슨하게 채워져 분자간 상호 작용이 약한 영역입니다. 중합체 사슬에 분지형 또는 큰 치환기가 존재하면 무정형 도메인을 형성할 가능성이 더욱 높아집니다. 고도로 무질서한 중합체 사슬은 비결정성 중합체, 예를 들어, 폴리(메틸 메타크릴레이트)를 생성할 수 있습니다.

Figure 1: 폴리머의 결정 도메인(직사각형)과 비정질 도메인(타원형).

결정질 도메인은 폴리머에 강성을 부여하는 반면, 비정질 도메인은 유연성을 부여합니다. 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 또는 PET는 결정질 영역의 비율을 0%에서 약 55%까지 다양한 등급으로 제조됩니다. 덜 결정성인 PET는 플라스틱 병을 만드는 데 사용됩니다. 고결정성 PET는 섬유섬유로 사용됩니다.

고결정성 폴리머와 비결정성 폴리머의 열적 특성은 서로 다릅니다. 유리 전이 온도에서 두 폴리머는 단단한 고체에서 유연한 재료로 변환됩니다. 더 가열하면 결정성 폴리머만이 날카로운 용융 전이 온도를 나타내며, 이때 폴리머는 액체로 변합니다. 비결정성 폴리머에는 명확한 용융 전이 온도(결정성 용융 온도)가존재하지 않습니다. 가교 폴리머는 녹지 않고 극한의 온도에서 직접 분해됩니다.