结晶对高聚物性能的影响

为了描写部分结晶高聚物结晶的完善程度，引进了结晶度的概念。结晶度定义为试样中，结晶部分在整个高聚物试样中所占的质量百分数或体积百分数，即

式中 X——结晶度；

m——质量；

V——体积；

下标c和a分别代表结晶部分（crystal）和非晶部分（amorphous）。

测定结晶度常用于的方法是密度法，计算公式如下：

式中 ρ、ρ_c、ρ_a——分别为待测试样、完全结晶试样和完全非结晶试样的密度。

几种高聚物的密度见表4-1。(www.xing528.com)

表4-1 几种高聚物的密度

1）结晶对密度、渗透性、耐热性的影响

结晶使高聚物大分子链排列整齐、致密，密度增大。所以低分子向高聚物扩散很难，甚至不能进行。因此，结晶后高聚物抗透气、透湿性，耐酸碱腐蚀，耐氧化老化性均提高。又因为密度大，分子间力增大，解结晶需要吸收大量的热量，因此结晶也提高了耐热性。

2）对力学性能的影响

结晶增大分子之间的作用力，使大分子链运动困难，增加了高分子链的刚性，降低了柔性，使高聚物冲击强度、伸长率降低，而拉伸强度和硬度增加，结晶对拉伸强度影响尤为明显。不同品种橡胶在拉伸过程中能否结晶使其强度相差很大。拉伸结晶后的橡胶中总有高分子链总是贯穿着晶区和非晶区，在拉伸时，晶区承受拉应力，非晶区的链段运动和分子构象的改变分散应力，宏观上表现出较高的拉伸强度。所以称拉伸过程中能结晶的橡胶称为自补强性橡胶。结晶度越高、越好，其自补强性越好。如氯丁橡胶和天然橡胶都是自补强性橡胶，纯胶拉伸强度比较高，而且氯丁橡胶高于天然橡胶。

3）对光学性能的影响

结晶高聚物为二相共存的非均相体系，可见光照射后发生折射和散射，使透光率大大降低。结晶度越高、晶粒尺寸越大，透光率就越低。

无定型高聚物一般是透明的，如聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯。结晶高聚物聚乙烯半透明。