Polimeermorfologie

Sferulitiese morfologie

Polimeermorfologie behels die bestudering van die strukture en verwantskappe van polimere op 'n skaal groter as die molekulêre struktuur. Die studie van hierdie verskynsel en die vermoë om die rangskikking van molekules op groter skaal te beskryf is belangrik omdat dit die eienskappe van die materiaal baie beïnvloed. So 'n rangskikking kan as amorf, kristallyn of semi-kristallyn geklassifiseer word.

Polimere besit in die algemeen 'n komplekse morfologie, wat afhang van hul molekulêre struktuur en verwerkingsparameters. Hul morfologie word selfs meer kompleks wanneer hulle met vesels, halfgeleidende komponente of ander polimere gemeng word. Dit is reeds vasgestel dat strukture van polimere die verwerkingsveranderlikes saam met hul meganiese en fisiese eienskappe weerspieël. Die eienskappe van polimere hang dus af van hul prosesgeskiedenis, chemiese samestelling en die gevolglike morfologie.

Semikristalliniteit

Talle polimere het 'n semi-kristallyne rangskikking. Hierdie rangskikking bestaan ​​uit klein kristallyne gedeeltes (domeine) (kristalliete) wat deur domeine van die amorfe fase omring word.

Dikwels word die polimeerkettings in plat lamelle gevou wat deur 'n amorfe sone van mekaar geskei word. Indien die kristallisasie in een punt begin, die kernvormingsplek, kan die lamelle en die amorfe sones saam 'n groter morfologiese eenheid vorm wat 'n sferuliet genoem word, maar ander bv. staafagtige morfologieë is ook moontlik.

Polimeermengsels

Morfologie van 'n SBS blokkopolimeer; TEM-beeld met OsO₄-kleuring

Morfologie en die studie daarvan speel ook 'n groot rol in die studie van polimeermengsels.

In watter mate polimere sal meng en watter versnitmorfologie sal ontstaan, hang af van prosesseringsfaktore maar ook van die teenwoordigheid van oppervlakaktiewe middels.

Vir die meeste polimere is dit termodinamies ongunstig om homogene mengsels te vorm. Dit is so, want die entalpie van vermenging is 'n positiewe hoeveelheid of hoogstens nul en die entropie van vermenging is dramaties laer as dié vir twee lae molekulêre gewig verbindings. Die toestand van mengbaarheid van twee polimere word dus bepaal deur die termodinamika van interaksie tussen die mengselkomponente, en dit hou weer verband met hul chemiese en fisieke strukture/

Dit is selfs waar wanneer dele van een polimeermolekule chemies verskil van ander dele van dieselfde molekule, soos wat in blokkopolimere gebeur. Selfs in daardie geval kan fasesegregasie die gevolg wees, wat lei tot 'n morfologie met domeine in die nanometer-gebied.