semi-kristallijn (polymeer)

[MCE]

Hallo,

Ik hoop dat ik deze vraag in het juiste forum post.

Wat is nou precies semi-kristallijn. Ik weet dat een kristallijne structuur de atomen en moleculen gerangschikt heeft en een amorfe structuur geen vorm heeft. In mijn materiaalkundeboek vind ik niks over semi-kristallijn.

Op internet is het enige wat ik vind (op dit forum) dat semi-kristallijn een combinatie van amorf en kristallijn is. Klopt dit en hoe werkt dit precies?

Ik ben namelijk een artikel aan het schrijven over het materiaal PE (polyethyleen) en op internet vind ik dat dit materiaal een semi-kristallijne thermoplast is.

Graag hoor ik het!!

[JBP]

Polymeren bestaan uit lange moleculen die je kan voorstellen als lange ketens. Deze ketens kunnen in een wir-war door elkaar zitten (denk aan spaghetti), dan spreekt men van een amorf polymeer. Wanneer de ketens mooi geordend naast elkaar zitten, spreekt men van een kristallijne fase.

Bij polymeren zijn de ketens echter nooit allemaal perfect geordend omdat ze kristalliseren in lamellen. Zie ook volgende links:

http://en.wikipedia.org/wiki/Crystallization_of_polymers

http://www.pslc.ws/macrog/crystal.htm

Daarom noemen we die polymeren semi-kristallijn. Een bepaalde fractie van het materiaal is geordend, kristallijne fractie, de andere fractie is ongeordend, amorfe fractie.

Ik weet niet of ze het in je boek/opdracht ook over kristallijne polymeren hebben, maar soms wordt dat ook gezegd als de fractie aan kristallijne fase zeer hoog is, echter zal er in de praktijk steeds een gedeelte amorf zijn (zie de links) en dus zijn polymeren hoogstens semi-kristallijn.

Hopelijk is dit min of meer duidelijk .

[MCE]

Dank voor de reactie, ik heb nog een vraag over dit (vind ik ingewikkelde) onderwerp.

Als kunststoffen verwarmen zetten ze uit in volume. Polymeer heeft een laag smeltpunt en een hoge uitzettingscoefficient. In vaste toestand heeft polymeer een dicht opeen gepakte kristalstructuur welke door verwarmen veranderd in een amorfe vloeistof. Zolang temp. lager is dan het kristallijne smeltpunt, gedraagt polymeer zich als vaste of rubberachtige stof.

Wat gebeurd er als temp hoger is dan kristallijne smeltpunt? Wordt het dan altijd een vloeistof en zit hier een overgang in van semi-kristallijn?

Wat als je een vloeistof weer laat afkoelen. Krijg je dan weer dezelfde kristallijne structuur of wordt het product door uitzetting nooit weer zijn normale formaat omdat het warm geweest is?

Nog een vraag. Hoe ontstaat die semi-kristallijne structuur? (Waarschijnlijk vind ik dit antwoord ook wel terug in mijn bovenstaande vragen). Alvast hartelijk dank!

[JBP]

In vaste toestand heeft polymeer een dicht opeen gepakte kristalstructuur welke door verwarmen veranderd in een amorfe vloeistof. Zolang temp. lager is dan het kristallijne smeltpunt, gedraagt polymeer zich als vaste of rubberachtige stof.

Niet alle polymeren zullen uitkristalliseren, sommige blijven in amorfe toestand. Enkel als de polymeerketens zo opgebouwd zijn dat ze makkelijk "naast" elkaar geordend kunnen worden, zullen ze kristalliniteit vertonen.

Een semi-kristallijn polymeer wordt gekarakteriseerd door een glastransitie-temperatuur Tg (gerelateerd aan de amorfe fase) en een (kristallijn) smeltpunt Tm (gerelateerd aan de kristallijne fase). Het materiaal zal zich anders gedragen naargelang je onder/boven de Tg/Tm zit. Zie ook de grafiek onderaan op http://www.injection...1/Polymers.aspx

Wat gebeurd er als temp hoger is dan kristallijne smeltpunt? Wordt het dan altijd een vloeistof en zit hier een overgang in van semi-kristallijn?

Indien het smeltpunt overschreden wordt, zullen de kristallijne gebiedjes in het polymeer (zie ook vorige post) zich omzetten in amorfe gebieden. Men spreekt niet van een vloeistof, maar van een smelt.

Wat als je een vloeistof weer laat afkoelen. Krijg je dan weer dezelfde kristallijne structuur of wordt het product door uitzetting nooit weer zijn normale formaat omdat het warm geweest is?

Dat is afhankelijk van de toestand in het initiële materiaal. De snelheid waarmee je afkoelt (en andere factoren) bepaalt bijvoorbeeld de fractie kristallijne fase en dus ook de dichtheid van het uiteindelijke materiaal (amorf en kristallijn hebben een verschillende dichtheid).

[MCE]

Excuus, het is me nog niet helemaal duidelijk, als ik het onderstaande artikel lees:



Uploaded with ImageShack.us

Van vaste toestand (altijd kristallijne toestand) naar verwarmen / uitzetten / vloeistof + amorfe toestand is me hieruit wel duidelijk. Volgens grafiek neemt het de weg f-c-b-a.

Wanneer je een polymeer laat afkoelen welke wel kan kristalliseren neemt deze dan dezelfde weg weer terug (ABCF), en wordt hij niet groter dus dan voor het verwarmen? Of neemt het de weg terug ABDE net als in het artikel beschreven niet kristalliserende polymeren?

Graag hoor ik het, alvast dank voor de antwoorden

[JBP]

Kan je dat nog eens op een groter formaat inscannen?

Zover ik kan zien, zal het in theorie dezelfde weg terugnemen.

[MCE]

Deze moet beter zijn, als je erop klikt is het goed leesbaar.