全同聚丙烯 全同聚苯乙烯 幻灯片198

20 0.3

5.3.2.2 结晶动力学

? 结晶过程 晶核的形成 ? 晶粒的生长

? 均相成核：由熔体中高分子链依靠热运动而形成有序排列的链束为晶核，因而有时间

的依赖性，时间维数为1。

异相成核：由外界引入的杂质或自身残留的晶种形成，它与时间无关，故其时间维数为零。

幻灯片199

5.3.2.2 结晶动力学

为了描述高分子晶体的形成机理和结晶速度的快慢（结晶过程）可用描述小分子结晶过程的Avrami（阿芙拉米）方程来描述:

Vt?V?n?exp(?Kt)V0?V??Vt?V??lg??ln??lgK?nlgtV0?V???

（一定在等温下结晶)

均相成核时间维数 1 异相成核时间维数 0

V是聚合物比容，k速率常数，n是Avermi指数，它与成核的机理和生长的方式有关，等于空间的维数＋成核过程的时间维数。

幻灯片200

5.3.2.2 结晶动力学

不同成核和生长类型的Avrami指数值 生长类型

均相成核 n=生长维数+1 n=3+1=4

异相成核 n=生长维数 n=3+0=3

三维生长（球状晶体）

二维生长（片状晶体） n=2+1=3 n=2+0=2

一维生长（针状晶体） n=1+1=2 n=1+0=1

n值等于生长的空间维数和成核过程中的时间维数之和 幻灯片201

5.3.2.2 结晶动力学

Vt?V?1当?时，V0?V?2?ln2?t1/2????K?ln2K?nt1/21/n

K :物理意义也是表征结晶速度 幻灯片202

5.3.2.2 结晶动力学

Avrami方程的意义是什么？？ ①研究结晶机理、结晶生长方式和结晶过程 ??vt－v????log??ln??logk?nlogt??v－v??0????由膨胀计得到的实验数据，作图就可以得到n和k，从而知道成核机理和生长方式.

幻灯片203

5.3.2.2 结晶动力学

②研究结晶的快慢 vt?v?1当?时，v0?v?2

?ln2?t12＝???k?

1n

ln2k＝nt12

所以，K t1/2 结晶越快

K t1/2 结晶越慢 K的意义：它的大小可表征结晶过程的快慢 幻灯片204

5.3.2.2 结晶动力学

? 晶核的形成 与温度有不同 ? 晶粒的生长 的依赖性

? 低温有利于 高温有利于

? 晶核的形成和稳定 晶粒的生长

最大结晶温度Tmax

Tmax?(0.80?0.85)Tm幻灯片205

5.3.2.2 结晶动力学

结晶速度与结晶温度的关系：以（t1/2）-1 对 T 作图，即可求得结晶速度----温度曲线，可以看出结晶速率随T变化过程跟小分子一样是呈单峰形状。