結晶化度について詳しく解説

結晶化度ϰの概念は有機材料の場合によく使用されます。結晶状態で見つかった物質の割合を測定します。

結晶化ポリマーサンプル質量結晶化率m ) は、研究対象のサンプルの質量に対する結晶相の質量の比によって定義されます。
体積結晶化率 (ϰ v ) も同様に考えることができます。
ポリマーの質量結晶化率と体積結晶化率は一般にそれほど違いはありません。

一般的な半結晶性ポリマーの場合、ϰ は 20 ~ 80% です。高密度ポリエチレン(HDPE) では 95% に達することがあります。それは結晶系と履歴に依存します。

これは、その変化が微細構造の変化、つまり材料の特性 (密度、ヤング率、破断点伸び、塑性収縮など) の変化を反映する重要なパラメーターです。これにより、アモルファスと結晶の寄与を理解することができます。

  • ポリマーの非晶質相と結晶相の間には密度に大きな差があります。結晶の構造はより緻密です。
  • 結晶ゾーンでは凝集力(ファンデルワールス結合が有利)が大きく、非晶質ゾーンに比べて反応性が低くなります(耐薬品性が向上します)。

X 線回折法(ϰ を測定するための絶対的な方法ですが、非常に複雑であるためほとんど使用されません)、微分マイクロエンタルピー (融解エンタルピーの測定)、比重測定 (ピクノメーターまたはグラジエントカラムを使用した密度の測定、後者の方法はポリオレフィンの密度の測定によく使用されます)、広帯域核磁気共鳴(NMR)(ϰ の絶対測定)、および 赤外分光法(IR)は、結晶化率を測定するための主な物理的手法です。

ポリマーと金属は通常、多結晶材料です。

備考:

  • 熱可塑性ポリマーを成形する場合、冷却速度が遅いと結晶ゾーンの形成が促進されます。これらは多くの場合、非晶質マトリックス中に分散された微結晶の形で現れます。
  • 金属とは異なり、ポリマー結晶のネットワークにはほとんどの場合、対称要素がほとんどありません (結晶相が完全ではありません)。
  • 材料の成形中に優先配向(材料のテクスチャを構成する)が現れることがあり、これにより異方性が引き起こされます。球晶から構成されるポリマーサンプル (例: ポリエチレン) には、全体的な優先配向がありません。
  1. تبلورية – arabe
  2. Cristal·linitat – catalan
  3. Kristallin – allemand
  4. Κρυσταλλικότητα – grec
  5. Crystallinity – anglais
  6. Grado de cristalización – espagnol

結晶化度について詳しく解説・関連動画

サイエンス・ハブ

知識の扉を開け、世界を変える。