了解聚合物结晶对于改进生产过程、优化材料性能、开发新材料和失效分析至关重要。
聚合物结晶
结晶过程由一定程度的冷却开始,首先是成核,然后是生长。异质成核在聚合物中更为常见,可通过添加成核剂加速成核。结晶过程可通过非等温结晶、冷结晶和等温结晶进行测量。
研究聚合物结晶的热分析技术
热分析技术是研究结晶行为的理想方法,对材料的优化和加工至关重要。DSC 和 Flash DSC 尤其能为重组过程提供重要的洞察力,而重组过程的研究需要极宽的加热和冷却速率范围。
差示扫描量热法(DSC)测量样品在加热、冷却或恒温等温时产生的热流量。这种技术广泛用于研究结晶或内热熔化过程引起的放热事件。
Flash DSC是一种特殊的 DSC,专为研究此类快速过程而设计。该技术的扫描速率为每秒数千度,非常适合研究加工条件下的结晶过程。
结晶过程也可通过热力学分析(TMA) 进行研究,该方法可测量材料的尺寸变化。TMA 必须同时测量体积变化,以估算结晶度的百分比。
动态热机械分析(DMA) 可测量样品刚度、机械模量和粘度的变化。DMA 是一种检测结晶过程的灵敏技术,结晶的形成会导致存储模量的增加。不过,模量变化与结晶度并不成正比。
最后,热载台显微镜被用于动力学研究和直接测量成核机制、速率和结晶生长。