影响聚合物结晶速度的因素

1. 影响聚合物结晶速度的因素

1.分子链结构规整性及对称性，越简单越对称结晶速度越快，如PE，PTFE及等规PP
2.结晶温度，在结晶过程中温度的微小变化会导致结晶速率的巨大变化
3.成核剂：外加成核剂有利于提高结晶速度
4.分子量：聚合物分子量越大链段运动性越差，结晶速度越慢
5.溶剂、应力等会诱导聚合物结晶，从而在一定程度上加速结晶

2. 影响聚合物结晶速度的因素

1.分子链结构规整性及对称性，越简单越对称结晶速度越快，如PE，PTFE及等规PP
2.结晶温度，在结晶过程中温度的微小变化会导致结晶速率的巨大变化
3.成核剂：外加成核剂有利于提高结晶速度
4.分子量：聚合物分子量越大链段运动性越差，结晶速度越慢
5.溶剂、应力等会诱导聚合物结晶，从而在一定程度上加速结晶

3. 聚合物在不同条件下结晶时,可能得到哪几种

聚合物在不同条件下结晶时，可能得到以下几种晶体：
1、单晶：分子链垂直于片晶平面排列，晶片厚度一般只有10nm左右。
2、树枝晶：许多单晶片在特定方向上的择优生长与堆积形成树枝状。
3、球晶：呈圆球状，在正交偏光显微镜下呈现特有的黑十字消光，有些出现同心环。
4、纤维状晶：晶体呈纤维状，长度大大超过高分子链的长度。
5、单晶：分子链垂直于片晶平面排列，晶片厚度一般只有10nm左右。
6、树枝晶：许多单晶片在特定方向上的择优生长与堆积形成树枝状。
7、球晶：呈圆球状，在正交偏光显微镜下呈现特有的黑十字消光，有些出现同心环。
8、纤维状晶：晶体呈纤维状，长度大大超过高分子链的长度。

聚合物是一种长链分子或大分子，通过连接重复的化学单元来构建。一个聚合物的每个分子可由数百个、数千个甚至数百万个重复单位组成。聚合物链中的单位数对决定其性质起着重要的作用。以聚乙烯为例，它是由乙烯气体的基本单位衍生出来的。

随着链中单位数量的增加，产品从气体变成液体，然后变成脆性或蜡状固体。随着数量的增加，聚合物链变得足够长，可以开始相互纠缠，并导致更常与聚合物相关的性质。

4. 结晶聚合物在实际生产采用什么方法提高制品的力学性能,为什么?

亲，结晶聚合物在实际生产采用重构方法引入极性基团方法提高制品的力学性能因为可以形成分子间氢键的基团。大量的氢键可以大大提高聚合物高分子间的作用力，从而提高聚合物的力学性能。 通常随着结晶度的增加，聚合物的屈服应力、强度、模量和硬度等均提高;而断裂伸长和冲击韧性则降低，显然结晶使聚合物变硬变脆了。这是因为结晶度增加，分子链排列紧密有序，孔隙率低，分子间相互作用力增加，链段运动变得困难的缘故 。【摘要】
结晶聚合物在实际生产采用什么方法提高制品的力学性能,为什么?【提问】
亲，结晶聚合物在实际生产采用重构方法引入极性基团方法提高制品的力学性能因为可以形成分子间氢键的基团。大量的氢键可以大大提高聚合物高分子间的作用力，从而提高聚合物的力学性能。 通常随着结晶度的增加，聚合物的屈服应力、强度、模量和硬度等均提高;而断裂伸长和冲击韧性则降低，显然结晶使聚合物变硬变脆了。这是因为结晶度增加，分子链排列紧密有序，孔隙率低，分子间相互作用力增加，链段运动变得困难的缘故 。【回答】

5. 许多聚合物在一定的条件下会结晶,那么结晶后的聚合物物理性质会发生那些变化?

pH值的变化对共聚物链的水解速率有很大的影响，但是降解的速率在生物体内的不同部位没有很大的差异。共聚物的降解可形成一个酸性的微环境，促使共聚物进行自催化，从而导致其降解的加【摘要】
许多聚合物在一定的条件下会结晶,那么结晶后的聚合物物理性质会发生那些变化?【提问】
许多聚合物在一定的条件下会结晶,那么结晶后的聚合物物理性质会发生那些变化?【回答】
对【提问】
通常聚合物在冻结时保持这种无序结构，因此转化成「无定形态，【回答】
若温度在 [公式] 之下，高分子链将被冻结住，而成为坚硬的固体。【回答】
为什么说pH值是聚合物降解的重要因素？【提问】
pH值的变化对共聚物链的水解速率有很大的影响，但是降解的速率在生物体内的不同部位没有很大的差异。共聚物的降解可形成一个酸性的微环境，促使共聚物进行自催化，从而导致其降解的加【回答】

6. 聚合物结晶形态受哪些因素影响

1 分子链的运动能力大小。
2 结晶度大小的影响。
3 结晶形态的影响（例如成核剂能使球晶变为微晶）。
4 晶区与非晶区的分布情况（特别是相界面的影响，表面能对聚合物晶区熔点有一定影响）。

7. 具有什么结构的聚合物能够结晶

结构规整、支链少、主链结构上不含大的侧基
举例而言，聚乙烯按其分子结构而言本应该是非常柔软的橡胶，但由于分子结构太规整，所以容易结晶，从而成为塑料；如果在聚乙烯合成过程中通过改变反应条件及催化体系产生一些侧支链，就变成了洁净度较低的低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯；如果更进一步加入一定比例的1-丁烯或1-辛烯等物质，破坏聚乙烯分子链的规整性，则得到橡胶一样柔软的聚烯烃弹性体POE；最后，如果在每个乙烯链段上都放一个硕大的苯环，就变成了完全不结晶的聚苯乙烯塑料……

8. 试分析在共晶结晶过程中，动力学因素对共晶过程和组织有怎样的影响

金属的凝固特性需要掌握的主要内容
概念:
1,温度场的描述(不稳定温度场,稳定温度场,等温面,等温线,温度梯度)
2,铸件的凝固方式(逐层凝固,中间凝固,体积凝固)
3,均质形核与非均质形核
4,晶体长大
5,单相合金的结晶与多相合金的结晶
6,平衡结晶与非平衡结晶
7,溶质再分配系数与成分过冷
8,共生区与共生生长
9,离异生长与离异共晶
温度场的描述(不稳定温度场,稳定温度场,等温面,等温线,温度梯度)
复习掌握稳态温度场和不稳态温度场的区别
掌握不稳态温度场的微分方程表达式及边界条件初始条件
温度场的求解方法(解析法,数值法及试验法)
掌握等温面,等温线和温度梯度的定义和表达方式
逐层凝固 体积凝固 中间凝固
铸件凝固方式对凝固液相的补缩能力影响很大,从而影响最终铸件的致密性和热裂纹产生几率
均质形核与非均质形核要掌握的内容
临界形核半径
临界形核功
形核率
非均质形核条件(主要考虑两相之间的错配度)
非均质形核形核条件
1,结晶相的晶格与杂质基底晶格的错配度δ 的影响
晶体长大
粗糙界面和光滑界面的文字叙述
粗糙界面:界面固相一侧的点阵位置只有约50%被为固相原子所占据,形成坑坑洼洼,凹凸不平的界面结构.粗糙界面也称"非小晶面"或"非小平面".
光界滑面:界面固相一侧的点阵位置几乎全部为固相原子所占满,只留下少数空位或台阶,从而形成整体上平整光滑的界面结构.光滑界面也称"小晶面"或"小平面".
基于不同生长界面表现出的不同的长大方式
1,连续长大
2,台阶方式长大(侧面长大)
单相合金结晶中应重点掌握的内容
对于K0〈1时,平衡结晶与非平衡结晶条件下溶质再分配的过程分析
特别是熟练掌握固态无溶质原子的扩散,液态溶质原子只有部分扩散条件下的溶质再分配过程分析.
在这个条件下,稳定凝固区域(表示单位时间内从固相排到液相中的溶质原子数等于扩散离开界面的原子数)固相溶质的浓度和液相中溶质的浓度变化值的分析与计算.
溶质再分配系数
定义:溶质平衡分配系数K0 定义为恒温T*下固相合金成分浓度C S 与液相合金成分浓度C L 达到平衡时的比值
K0 <1的合金, K0 越小,固液相线张开程度越大,固相凝固开始和终了时的成分差别越大,成份偏析越严重.
|1- K0 |为偏析系数.
合金凝固
溶质扩散不均
溶质再分配
宏观和微观成分偏析
晶体形貌,微观尺寸,不同相之间分布特征
气孔,缩孔缩松,铸造应力,铸造裂纹
材料的性能
由溶质再分配引起的成分过冷
成分过冷的判据
"成分过冷"对合金单相固溶体结晶形态的影响
平面生长方式
胞状生长方式
胞状树枝晶生长方式
自由树枝晶生长方式
共晶合金的凝固
将共晶组织分为三类:
(1) 粗糙-粗糙界面(非小晶面-非小晶面)共晶
金属-金属共晶及金属-金属间化合物共晶
(2) 粗糙-光滑界面(非小晶面-小晶面)共晶
金属-非金属共晶
(3) 光滑-光滑界面(小晶面-小晶面)共晶
非金属-非金属共晶
共生区和共生生长的概念
离异生长与离异共晶的概念
(晕圈型和晶间偏析型)
1)把平衡相图概念和不平衡共晶结晶动力学过程联系了起来
2) 非平衡结晶现象:如非共晶成分的合金可以结晶成100%的共晶组织,而共晶成分的合金结晶时反而得不到100%共晶组织
3) 有助于对共生生长和离异生长这两种不同共晶方式,作进一步分析和探讨共生区的概念与平衡图并不矛盾,在无限缓慢的冷却条件下,共生区退缩到共晶点E,合金液即按平衡相图所示的规律进行结晶
注意共晶结晶时领先相的含义以及作为领先相应具备的条件.
两个组元熔点相近,两条液相线基本对称,两相长大速度基本相同的非小晶面-非小晶面合金,领先相的概念不突出.
对于非小晶面和小晶面的结晶,领先相往往是小晶面生长的高熔点非金属相.
合金中的其它元素可能改变领先相的生长方式,从而改变共晶组织形态.
复习思考题
怎样理解溶质平衡分配系数K0 的物理意义及热力学意义 
2.说明为什么异质形核比均质形核容易,影响异质形核的因素是什么 
3. 讨论两类固-液界面结构(粗糙面和光滑面)形成的本质及其判据.
4. 固-液界面结构如何影响晶体生长方式和生长速度 同为光滑固-液界面,螺旋位错生长机制与二维晶核生长机制的生长速度对过冷度的关系有何不同 
复习思考题
5. 何谓结晶过程中的溶质再分配 它是否仅由平衡分配系数K0 所决定 当相图上的液相线和固相线皆为直线时,试证明K0 为一常数.
6.何为成分过冷判据 成分过冷的大小受哪些因素的影响 
7.分别讨论"成分过冷"对单相固溶体及共晶凝固组织形貌的影响 
8.如何认识"外生生长"与"内生生长" 由前者向后者转变的前提是什么 仅仅由成分过冷因素决定吗 
9.试描述离异共晶组织的两种情况及其形成原因.
10.试述非小晶面-非小晶面共生共晶组织的生核机理及生长机理,组织特点和转化条件.
11.以灰铸铁共晶生长为例,试描"非小晶面-小晶面"共晶生长方式以及生长动力学因素对其影响.
第四章 液态成型过程质量控制
本章主要介绍的铸件宏观组织形成及凝固缺陷(包括偏析,气孔,夹杂,收缩,缩孔,缩松,铸造应力和裂纹)等.
主要从凝固缺陷的形成机理,影响因素及控制措施着三方面进行讨论.
记忆重点:
1,概念叙述
2,形成机理
3,影响因素及控制措施
表面细等轴晶区:紧靠型壁的外壳层,由紊乱排列的细小等轴晶组成,仅几个晶粒厚度
柱状晶区:由自外向内沿着热流的方向彼此平行排列的柱状晶组成
内部等轴晶区:由紊乱排列的粗大等轴晶所组成
重点掌握各晶区形成的规律.
细等轴晶的形成:
1,激冷作用大量非均质生核
2,型壁脱落的晶粒随着浇注液流而分布于整个铸件
3, "枝晶熔断"理论
4,孕育处理起非自发形核作用并促进晶粒游离以细化晶粒
5,控制冷却条件(从G线和开始结晶温度线的位置考虑)
6,控制浇注工艺(在浇铸过程中增加液流对型壁的冲刷,采用振动方式引起更多的枝晶脱落)
偏析主要是由于合金在凝固过程中溶质再分配和扩散不充分引起的,它们对合金的力学性能,切削加工性能,抗裂性能以及耐腐蚀性能等有着程度不同的损害.
偏析现象也有有益的一面,如利用偏析现象可以净化或提纯金属等.
微观偏析(晶内偏析,晶界偏析)
宏观偏析(正常偏析,逆偏析,带状偏析
重力偏析,V 形偏析和逆V 形偏析)
(掌握每一种偏析的形成原因和预防措施)
合金中气体的存在形式和危害性
存在形式:固溶体,化合物和气孔
危害:
1.使钢铁脆化
2.形成气孔
3.产生冷裂纹
4. 引起氧化和合金元素烧损
气体的来源与产生
熔炼过程
浇注过程 
铸型
金属中的气孔按气体来源不同可分为:析出性气孔,侵入性气孔和反应性气孔.
掌握每一种气孔的形成原因,特征,危害性及消除措施
夹杂物的分类