Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Polimerlerin kristalizasyonu, moleküler zincirlerinin kısmi hizalanmasıyla ilişkili bir işlemdir. Bu zincirler birlikte katlanır ve sferülit adı verilen daha büyük küresel yapılar oluşturan lamel adı verilen düzenli bölgeler oluşturmaktadır. Polimerler, erime, mekanik gerdirme veya çözücü buharlaşmasından soğutma üzerine kristalleşebilmektedir. Kristalleşme, polimerin optik, mekanik, termal ve kimyasal özelliklerini etkilemektedir. Kristallik derecesi farklı analitik yöntemlerle tahmin edilmektedir ve genellikle "yarı kristal" olarak adlandırılan kristalize polimerlerle tipik olarak %10 ile %80 arasında değişmektedir. Yarı kristalli polimerlerin özellikleri, sadece kristallik derecesi ile değil, aynı zamanda moleküler zincirlerin boyutu ve yönü ile de belirlenmektedir.
Kristalleşme mekanizmaları
Eriyikten katılaşma
Polimerler, eriyik içinde düzensiz, birbirine dolanmış bobinler oluşturan uzun moleküler zincirlerden oluşmaktadır. Bazı polimerler donma üzerine böyle düzensiz bir yapıyı korur ve kolayca amorf katılara dönüşmektedir. Diğer polimerlerde, zincirler donma üzerine yeniden düzenlenir ve tipik boyutu 1 mikrometre olan kısmen düzenli bölgeler oluşturmaktadır. Polimer zincirlerinin paralel olarak hizalanması enerji açısından uygun olsa da, bu tür bir hizalama, dolaşıklık tarafından engellenmektedir. Bu nedenle, sıralı bölgeler içinde polimer zincirleri hem hizalanmaktadır hem de katlanmaktadır. Dolayısıyla bu bölgeler ne kristal ne de amorftur ve yarı kristal olarak sınıflandırılmaktadır. Yarı kristal polimerlere örnek olarak lineer polietilen (PE), polietilen tereftalat (PET), politetrafloroetilen (PTFE) veya izotaktik polipropilen (PP) verilebilmektedir.
Polimerlerin kristalleşip kristalleşemeyeceği moleküler yapılarına bağlıdır - düzenli aralıklarla yan gruplara sahip düz zincirlerin varlığı kristalleşmeyi kolaylaştırmaktadır. Örneğin, kristalizasyon, izotaktikte ataktik polipropilen formundan çok daha kolay gerçekleşmektedir. Ataktik polimerler, polivinil de olduğu gibi yan gruplar çok küçük olduğunda kristalleşmektedir ve kauçuk veya silikon gibi büyük ikameler durumunda kristalleşmemektedir.
Çekirdeklenme
Çekirdeklenme, ısı hareketinin bir sonucu olarak bazı zincirlerin veya bunların segmentlerinin paralel olarak meydana geldiği küçük, nanometre boyutundaki alanlarla başlamaktadır. Bu tohumlar, termal hareket moleküler düzeni bozarsa ayrışabilmektedir veya tane boyutu belirli bir kritik değeri aşarsa daha da büyüyebilmektedir.
Termal mekanizmanın yanı sıra çekirdeklenme, polimerdeki safsızlıklar, boyalar, plastikleştiriciler, dolgu maddeleri ve diğer katkı maddelerinden güçlü bir şekilde etkilenir. Buna heterojen çekirdeklenme de denir. Bu etki tam olarak anlaşılamamıştır ve düzensizdir, bu nedenle aynı katkı maddesi bir polimerde çekirdeklenmeyi teşvik edebilmektedir. İyi çekirdekleştirici ajanların çoğu, polimer katılaşmasının katılaşma sıcaklığında kendileri kristal olan organik asitlerin metal tuzlarıdır.
Eriyikten kristal büyümesi
Kristal büyümesi, katlanmış polimer zincir bölümlerinin daha fazla eklenmesiyle elde edilmektedir ve yalnızca erime sıcaklığı Tm' nin altındaki ve cam geçiş sıcaklığı Tg' nin üzerindeki sıcaklıklarda meydana gelmektedir. Daha yüksek sıcaklıklar moleküler düzeni bozmaktadır ve camsı geçiş sıcaklığının altında moleküler zincirlerin hareketi donmaktadır. Bununla birlikte, ikincil kristalleşme, aylar ve yıllar ölçeğinde Tg' nin altında bile ilerleyebilmektedir. Bu işlem, polimerlerin mekanik özelliklerini etkilemektedir ve hizalanmış polimer zincirlerinin daha kompakt bir şekilde paketlenmesi nedeniyle hacimlerini azaltmaktadır.
Zincirler, çeşitli van der Waals kuvvetleri aracılığıyla etkileşime girmektedir. Etkileşim gücü, paralel zincir segmentleri arasındaki mesafeye bağlıdır ve polimerin mekanik ve termal özelliklerini belirlemektedir.
Kristal bölgelerin büyümesi tercihen en büyük sıcaklık gradyanı yönünde meydana gelmektedir ve bu yüzeylerdeki amorf katlanmış kısımlar tarafından lamellerin üstünde ve altında bastırılmaktadır. Güçlü bir eğim durumunda, büyüme tek yönlü, dendritik bir karaktere sahiptir. Bununla birlikte, sıcaklık dağılımı izotropik ve statik ise, lameller radyal olarak büyümektedir ve sferülitler adı verilen daha büyük yarı küresel kümeler oluşturulmaktadır. Sferülitler yaklaşık 1 ile 100 mikrometre arasında bir boyuta sahiptir ve bir optik mikroskopta çapraz polarizörler arasında gözlemlendiğinde çok çeşitli renkli desenler (bakınız, örneğin ön resimler) oluştururmaktadır ve bunlar genellikle "malta haçı" desenini ve diğer polarizasyonu içermektedir.
Germe yoluyla kristalizasyon
Yukarıdaki mekanizma, plastik bileşenlerin enjeksiyonla kalıplanması için önemli olan eriyikten kristalleşmeyi dikkate almıştır. Başka bir kristalleşme türü, elyaf ve film yapımında kullanılan ekstrüzyon üzerine meydana gelmektedir. Örneğin, fiberin gücü uzunlamasına yönde büyük ölçüde artmaktadır ve optik özellikler fiber ekseni boyunca ve ona dik büyük anizotropi göstermektedir. Bu tür anizotropi, küresel dolgulara kıyasla karbon nanotüpler gibi çubuk benzeri dolgu maddelerinin varlığında daha fazla güçlenmektedir. Polimer mukavemeti sadece ekstrüzyonla değil, plastik tank ve PET şişe üretiminde kullanılan şişirme ile de arttırılmaktadır. Eriyikten kristalleşmeyen bazı polimerler, germe yoluyla kısmen hizalanabilmektedir. Gerilmeden amorf olan bazı elastomerler, gerilme üzerine hızlı kristalleşmeye uğramaktadır.
Çözeltiden kristalizasyon
Polimerler ayrıca bir çözeltiden veya bir çözücünün buharlaştırılmasıyla kristalleşebilmektedir. Bu işlem seyreltme derecesine bağlıdır: seyreltik çözeltilerde moleküler zincirlerin birbirleriyle hiçbir bağlantısı yoktur ve çözeltide ayrı bir polimer bobinleri olarak bulunmaktadır. Çözücü buharlaşması yoluyla meydana gelebilecek konsantrasyon artışı, eriyikten kristalleşmede olduğu gibi moleküler zincirler arasında etkileşime ve olası bir kristalleşmeye neden olmaktadır. Çözeltiden kristalizasyon, en yüksek derecede polimer kristalliği ile sonuçlanabilmektedir. Örneğin, son derece lineer polietilen, seyreltik bir çözeltiden kristalleştirildiğinde, 10-20 nm civarında bir kalınlığa sahip trombosit benzeri tek kristaller oluşturabilmektedir. Kristal şekli, içi boş piramitler, spiraller ve çok katmanlı dendritik yapılar dahil olmak üzere diğer polimerler için daha karmaşık olabilmektedir.
Çok farklı bir süreç yağıştır; tek tek monomerleri çözen ancak sonuçtaki polimeri çözmeyen bir çözücü kullanılmaktadur. Belirli bir polimerizasyon derecesine ulaşıldığında, polimerize ve kısmen kristalize olan ürün çözeltiden çökelmektedir. Kristalleşme hızı, nükleer manyetik rezonans gibi çözünmüş fraksiyonu seçici olarak araştıran bir teknikle izlenebilmektedir.
Sınırlı kristalizasyon
Polimerler bir izotropik, eriyik yığınından veya konsantre çözeltiden kristalleştiğinde, kristalli lameller (10 ila 20 nm kalınlığında) tipik olarak yukarıda gösterildiği gibi küresel bir morfolojide düzenlenmektedir. Bununla birlikte, polimer zincirleri, birkaç on nanometre boyutlarında, katmanlı kristal kalınlığına veya dönme yarıçapına benzer veya daha küçük bir alana hapsedildiğinde, çekirdeklenme ve büyüme önemli ölçüde etkilenebilmektedir. Örnek olarak, bir polimer sınırlı bir ultra ince tabakada kristalleştiğinde, katmanlı kristallerin izotropik küresel organizasyonu engellenmektedir ve hapsetme benzersiz katmanlı kristal yönelimleri üretebilmektedir. Bazen zincir hizalaması katman düzlemine paraleldir ve kristaller “kenarda” lamel olarak düzenlenmektedir. Diğer durumlarda, katmanlara dik zincir yönelimli "düzlem içi" lameller gözlenmektedir. Kapalı polimerlerin benzersiz kristal oryantasyonu, anizotropik özellikler kazandırmaktadır. Bir örnekte, büyük, düzlem içi polimer kristalleri, nano tabakalı filmlerin gaz geçirgenliğini neredeyse 2 büyüklük mertebesinde azaltmaktadır.
Yarı kristal polimerlerin özellikleri
Termal ve mekanik özellikler
Camsı geçiş sıcaklıklarının altında amorf polimerler, moleküllerinin düşük hareketliliği nedeniyle genellikle sert ve kırılgandır. Sıcaklığın arttırılması, tipik kauçuk elastik özellikleriyle sonuçlanan moleküler hareketi indüklenmektedir. Tg' nin üzerindeki sıcaklıklarda bir polimere uygulanan sabit bir kuvvet, viskoelastik bir deformasyona neden olmaktadır, yani polimer sürünmeye başlamaktadır. Amorf polimerler için genellikle camsı geçiş sıcaklığının hemen altında ısı direnci verilmektedir.
Yarı kristalli polimerlerdeki nispeten güçlü moleküller arası kuvvetler, cam geçiş sıcaklığının üzerinde bile yumuşamayı önlemektedir. Elastik modülleri yalnızca yüksek (erime) sıcaklıkta önemli ölçüde değişmektedir. Aynı zamanda kristallik derecesine de bağlıdır: daha yüksek kristallik, daha sert ve termal olarak daha kararlı, ancak aynı zamanda daha kırılgan bir malzeme ile sonuçlanırken, amorf bölgeler belirli bir esneklik ve darbe direnci sağlamaktadır. Yarı kristal polimerlerin bir diğer karakteristik özelliği, moleküler hizalama yönü boyunca ve ona dik olan mekanik özelliklerinin güçlü anizotropisidir.
Yarı kristalli bir polimerde cam geçiş sıcaklığının üzerinde amorf zincirler sünektir ve plastik olarak deforme olabilmektedir. Polimerin kristal bölgeleri amorf bölgelerle bağlanmaktadır. Bağ molekülleri, uygulanan bir yük altında amorf ve kristal fazların ayrılmasını engellemektedir. Bir çekme gerilimi uygulandığında, yarı kristalli polimer önce elastik olarak deforme olmaktadır. Kristal bölgeler uygulanan stresten etkilenmeden kalırken, amorf fazın moleküler zincirleri gerilmektedir. Daha sonra kristal bölgelerin plastik deformasyonunun başlangıcını ifade eden akma meydana gelmektedir.
Yarı kristalli verim için moleküler mekanizma, dislokasyon hareketi yoluyla malzemenin kristal bölgelerinin deformasyonunu içermektedir. Dislokasyonlar, polimerde kaba veya ince kaymalara neden olmaktadır ve kristalin parçalanmaya ve akmaya yol açmaktadır. İnce kayma, çok sayıda düzlemde meydana gelen az miktarda kayma olarak tanımlanmaktadır. Tersine, kaba kayma, birkaç düzlemde büyük miktarda kaymadır. Akma gerilmesi, dislokasyonların yaratılması ve bunların harekete karşı dirençleri ile belirlenmektedir.
Akmadan sonra, amorf bölgede bir boyun oluşur ve numune uzunluğu boyunca yayılmaktadır. Boyunlama sırasında, düzensiz zincirler gerilme yönü boyunca hizalanmaktadır ve moleküler yeniden yönlendirme nedeniyle güçlenme gösteren düzenli bir yapı oluşturmaktadır. Akış gerilimi artık boyun yayılımını takiben önemli ölçüde artmaktadır. Mekanik anizotropi artmaktadır ve elastik modül, çekme yönünde gözlenen yüksek modül ile farklı yönler boyunca değişmektedir. Çekilmiş yarı kristalli polimerler, moleküler zincirlerin stres kaynaklı sıralamasından dolayı en güçlü polimerik malzemelerdir.
Boşluklar gibi diğer kusurlar, çekme gerilimi altında yarı kristalli polimerde meydana gelmektedir ve boyun oluşumunu tetikleyebilmektedir. Boşluklar, küçük açılı x-ışını saçılması yoluyla gözlemlenebilmektedir. Özellikle, basınç gerilimi veya kesme altında kavitasyon gözlenmemektedir. Kanıtlar, kavitasyonun aynı zamanda akma başlangıcını da etkilediğini göstermektedir. Boşluklar, amorf fazın kırılmasıyla ilişkilidir. Kristal fazın gücü, kavitasyonun akmadaki önemini belirlemektedir. Kristal yapılar zayıfsa, kolayca deforme olmaktadır ve verimle sonuçlanmaktadır. Güçlü kristal bölgeleri olan yarı kristalli polimerler, deformasyona ve kavitasyona direnmektedir, amorf fazda boşlukların oluşumuna yol açmaktadır, akmayı sağlamaktadır.
Kristal malzemelerde olduğu gibi, mekanik özellikleri değiştirmek için yarı kristal polimerlere parçacıklar eklenebilmektedir. Kristal malzemelerde parçacıkların eklenmesi, dislokasyon hareketini engellemek ve malzemeyi güçlendirmek için çalışmaktadır. Bununla birlikte, birçok yarı kristal polimer için parçacık dolgu maddeleri malzemeyi zayıflatmaktadır. Partiküllerin polimerlerde sertleştirme etkisine sahip olması için partiküller arası matris bağ kalınlığının belirli bir eşikten daha küçük olması gerektiği öne sürülmüştür. Kristalin polimerler polipropilen ve polietilen partikül güçlendirme göstermektedir.
Plastikler viskoelastik malzemelerdir, yani uygulanan stres altında deformasyonları zamanla artmaktadır (sürünme). Bu nedenle plastiklerin elastik özellikleri, testin zaman ölçeğine göre kısa süreli davranışa (dakikalar süren çekme testi gibi), şok yüklemeye, uzun süreli ve statik yükleme altındaki davranışa ve ayrıca titreşime göre ayırt edilmektedir.
Optik özellikler
Kristalin polimerler, kristal ve amorf bölgeler arasındaki sayısız sınırda ışık saçılması nedeniyle genellikle opaktır. Örneğin, ataktik polipropilen genellikle amorf ve saydamdır, kristalliği ~%50 olan sindiyotaktik polipropilen ise opaktır. Kristallik ayrıca polimerlerin boyanmasını da etkilemektedir: kristalli polimerlerin boyanması amorf olanlara göre daha zordur çünkü boya molekülleri amorf bölgelere daha kolay nüfuz etmektedir.
Kaynakça
- ^ Andrew Keller (1952). "Morphology of crystallizing polymers". Nature. 169(4309): 913–914. Bibcode:1952Natur.169..913K. doi:10.1038/169913a0. S2CID 4255757.
- ^ a b c d Carraher, Charles E., Jr. (2003). Seymour/Carraher's polymer chemistry. 6th ed., rev. and expanded. Raymond B. Seymour. New York: M. Dekker. ISBN . OCLC 54677603.
- ^ Sawyer, Linda C. (2008). Polymer microscopy. 3rd ed. David T. Grubb, Gregory Frederick Meyers. New York: Springer. ISBN . OCLC 311507402.
- ^ a b c d e f Ehrenstein, Gottfried W. (2001). Polymeric materials : structure, properties, applications. R. P. Theriault. Munich: Hanser. ISBN . OCLC 44972260.
- ^ a b c d Werkstoffkunde Kunststoffe. 5.. völlig überarb. Aufl. Georg Menges. München. 2002. ISBN . OCLC 76257107.
- ^ Technische Thermoplaste / 4. Polyamide. Wolfgang Alewelt. München: Hanser. 1998. ISBN . OCLC 613632787.
- ^ Kunststoff-Lexikon. 9., aktualisierte und erw. Aufl. W. Woebcken, H. B. P. Gupta. München: C. Hanser. 1998. ISBN . OCLC 40365577.
- ^ a b Weißbach, Wolfgang (2007). Werkstoffkunde : Strukturen, Eigenschaften, Prüfung. 16., überarbeitete Auflage. Wiesbaden: Friedr. Vieweg & Sohn Verlag GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden. ISBN . OCLC 845259764.
- ^ Dendrite in the IWF Knowledge and Media gGmbH (videos and articles on the dendritic crystallization of polypropylene)
- ^ Macromolecules. American Chemical Society (ACS).
- ^ Thielen, Michael (2006). Blasformen von Kunststoffhohlkörpern. Peter Gust, Klaus Hartwig. München. ISBN . OCLC 162329135.
- ^ a b J. Lehmann (1966). "The observation of the crystallization of high polymer substances from the solution by nuclear magnetic resonance". Colloid & Polymer Science. 212 (2): 167–168. doi:10.1007/BF01553085. S2CID 96640893.
- ^ a b Wang, Haopeng; Jong K. Keum; Anne Hiltner; Eric Baer; Benny Freeman; Artur Rozanski; Andrzej Galeski (6 February 2009). "Confined Crystallization of Polyethylene Oxide in Nanolayer Assemblies". Science. 323(5915): 757–760. Bibcode:2009Sci...323..757W.
- ^ Nentwig, Joachim (2006). Kunststoff-Folien Herstellung - Eigenschaften - Anwendung. 3. Aufl. München. ISBN . OCLC 163389255.
- ^ Bonnet, Martin (2009). Kunststoffe in der Ingenieuranwendung verstehen und zuverlässig auswählen. 1. Aufl. Wiesbaden. ISBN . OCLC 300455219.
- ^ Courtney, T. H. "Mechanical Behavior of Materials". Waveland Press (2005) , 392-396
- ^ a b Pawlak, A., Galeski A,. Rozanski, A. Cavitation during deformation of semicrystalline polymers. Progress in Polymer Science. (2014). 921-958
- ^ Bowden, P.B., Young, R.J. Deformation Mechanisms in Crystalline Polymers. Journal of Materials Science. (1974), 2034-2051.
- ^ Courtney, T. H.. Mechanical Behavior of Materials. Waveland Press (2005) , 392-396
- ^ Bartczak, Z., Argon A.S., Weinberg, M. Toughness mechanism in semi-crystalline polymer blends: II. High-density polyethylene toughened with calcium carbonate filler particles. Polymer, 1999. 2347-2365.
- ^ Shackelford, James F. (2009). Introduction to materials science for engineers. 7th ed. Upper Saddle River, N.J.: Pearson Prentice Hall. ISBN . OCLC 245598731.
- ^ Peacock, Andrew J. (2006). Polymer chemistry : properties and applications. Allison R. Calhoun. Munich: Hanser Gardner Publications. ISBN . OCLC 761010202. 12 Aralık 2019 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 12 Temmuz 2021.
- ^ Timár-Balázsy, Ágnes (1998). Chemical principles of textile conservation. Dinah Eastop. Oxford [England]: Butterworth-Heinemann. ISBN . OCLC 38120658.
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Polimerlerin kristalizasyonu molekuler zincirlerinin kismi hizalanmasiyla iliskili bir islemdir Bu zincirler birlikte katlanir ve sferulit adi verilen daha buyuk kuresel yapilar olusturan lamel adi verilen duzenli bolgeler olusturmaktadir Polimerler erime mekanik gerdirme veya cozucu buharlasmasindan sogutma uzerine kristallesebilmektedir Kristallesme polimerin optik mekanik termal ve kimyasal ozelliklerini etkilemektedir Kristallik derecesi farkli analitik yontemlerle tahmin edilmektedir ve genellikle yari kristal olarak adlandirilan kristalize polimerlerle tipik olarak 10 ile 80 arasinda degismektedir Yari kristalli polimerlerin ozellikleri sadece kristallik derecesi ile degil ayni zamanda molekuler zincirlerin boyutu ve yonu ile de belirlenmektedir Kristallesme mekanizmalariEriyikten katilasma Amorf ve yari kristalli polimerlerde molekuler zincirlerin duzenlenmesidir Polimerler eriyik icinde duzensiz birbirine dolanmis bobinler olusturan uzun molekuler zincirlerden olusmaktadir Bazi polimerler donma uzerine boyle duzensiz bir yapiyi korur ve kolayca amorf katilara donusmektedir Diger polimerlerde zincirler donma uzerine yeniden duzenlenir ve tipik boyutu 1 mikrometre olan kismen duzenli bolgeler olusturmaktadir Polimer zincirlerinin paralel olarak hizalanmasi enerji acisindan uygun olsa da bu tur bir hizalama dolasiklik tarafindan engellenmektedir Bu nedenle sirali bolgeler icinde polimer zincirleri hem hizalanmaktadir hem de katlanmaktadir Dolayisiyla bu bolgeler ne kristal ne de amorftur ve yari kristal olarak siniflandirilmaktadir Yari kristal polimerlere ornek olarak lineer polietilen PE polietilen tereftalat PET politetrafloroetilen PTFE veya izotaktik polipropilen PP verilebilmektedir Izotaktik polipropilenin yapisidir Polimerlerin kristallesip kristallesemeyecegi molekuler yapilarina baglidir duzenli araliklarla yan gruplara sahip duz zincirlerin varligi kristallesmeyi kolaylastirmaktadir Ornegin kristalizasyon izotaktikte ataktik polipropilen formundan cok daha kolay gerceklesmektedir Ataktik polimerler polivinil de oldugu gibi yan gruplar cok kucuk oldugunda kristallesmektedir ve kaucuk veya silikon gibi buyuk ikameler durumunda kristallesmemektedir Cekirdeklenme Ataktik polipropilenin yapisidir Cekirdeklenme isi hareketinin bir sonucu olarak bazi zincirlerin veya bunlarin segmentlerinin paralel olarak meydana geldigi kucuk nanometre boyutundaki alanlarla baslamaktadir Bu tohumlar termal hareket molekuler duzeni bozarsa ayrisabilmektedir veya tane boyutu belirli bir kritik degeri asarsa daha da buyuyebilmektedir Eriyikten kristalizasyon sirasinda lamel olusmaktadir Ok sicaklik gradyaninin yonunu gostermektedir Termal mekanizmanin yani sira cekirdeklenme polimerdeki safsizliklar boyalar plastiklestiriciler dolgu maddeleri ve diger katki maddelerinden guclu bir sekilde etkilenir Buna heterojen cekirdeklenme de denir Bu etki tam olarak anlasilamamistir ve duzensizdir bu nedenle ayni katki maddesi bir polimerde cekirdeklenmeyi tesvik edebilmektedir Iyi cekirdeklestirici ajanlarin cogu polimer katilasmasinin katilasma sicakliginda kendileri kristal olan organik asitlerin metal tuzlaridir Eriyikten kristal buyumesi Kristal buyumesi katlanmis polimer zincir bolumlerinin daha fazla eklenmesiyle elde edilmektedir ve yalnizca erime sicakligi Tm nin altindaki ve cam gecis sicakligi Tg nin uzerindeki sicakliklarda meydana gelmektedir Daha yuksek sicakliklar molekuler duzeni bozmaktadir ve camsi gecis sicakliginin altinda molekuler zincirlerin hareketi donmaktadir Bununla birlikte ikincil kristallesme aylar ve yillar olceginde Tg nin altinda bile ilerleyebilmektedir Bu islem polimerlerin mekanik ozelliklerini etkilemektedir ve hizalanmis polimer zincirlerinin daha kompakt bir sekilde paketlenmesi nedeniyle hacimlerini azaltmaktadir Zincirler cesitli van der Waals kuvvetleri araciligiyla etkilesime girmektedir Etkilesim gucu paralel zincir segmentleri arasindaki mesafeye baglidir ve polimerin mekanik ve termal ozelliklerini belirlemektedir Bir sferulitin sematik modelidir Siyah oklar molekuler hizalama yonunu gostermektedir Kristal bolgelerin buyumesi tercihen en buyuk sicaklik gradyani yonunde meydana gelmektedir ve bu yuzeylerdeki amorf katlanmis kisimlar tarafindan lamellerin ustunde ve altinda bastirilmaktadir Guclu bir egim durumunda buyume tek yonlu dendritik bir karaktere sahiptir Bununla birlikte sicaklik dagilimi izotropik ve statik ise lameller radyal olarak buyumektedir ve sferulitler adi verilen daha buyuk yari kuresel kumeler olusturulmaktadir Sferulitler yaklasik 1 ile 100 mikrometre arasinda bir boyuta sahiptir ve bir optik mikroskopta capraz polarizorler arasinda gozlemlendiginde cok cesitli renkli desenler bakiniz ornegin on resimler olustururmaktadir ve bunlar genellikle malta haci desenini ve diger polarizasyonu icermektedir Germe yoluyla kristalizasyon Gerilme yoluyla kristalizasyon uzerine molekul zincirlerinin duzenlenmesidir Yukaridaki mekanizma plastik bilesenlerin enjeksiyonla kaliplanmasi icin onemli olan eriyikten kristallesmeyi dikkate almistir Baska bir kristallesme turu elyaf ve film yapiminda kullanilan ekstruzyon uzerine meydana gelmektedir Ornegin fiberin gucu uzunlamasina yonde buyuk olcude artmaktadir ve optik ozellikler fiber ekseni boyunca ve ona dik buyuk anizotropi gostermektedir Bu tur anizotropi kuresel dolgulara kiyasla karbon nanotupler gibi cubuk benzeri dolgu maddelerinin varliginda daha fazla guclenmektedir Polimer mukavemeti sadece ekstruzyonla degil plastik tank ve PET sise uretiminde kullanilan sisirme ile de arttirilmaktadir Eriyikten kristallesmeyen bazi polimerler germe yoluyla kismen hizalanabilmektedir Gerilmeden amorf olan bazi elastomerler gerilme uzerine hizli kristallesmeye ugramaktadir Cozeltiden kristalizasyon Polimerler ayrica bir cozeltiden veya bir cozucunun buharlastirilmasiyla kristallesebilmektedir Bu islem seyreltme derecesine baglidir seyreltik cozeltilerde molekuler zincirlerin birbirleriyle hicbir baglantisi yoktur ve cozeltide ayri bir polimer bobinleri olarak bulunmaktadir Cozucu buharlasmasi yoluyla meydana gelebilecek konsantrasyon artisi eriyikten kristallesmede oldugu gibi molekuler zincirler arasinda etkilesime ve olasi bir kristallesmeye neden olmaktadir Cozeltiden kristalizasyon en yuksek derecede polimer kristalligi ile sonuclanabilmektedir Ornegin son derece lineer polietilen seyreltik bir cozeltiden kristallestirildiginde 10 20 nm civarinda bir kalinliga sahip trombosit benzeri tek kristaller olusturabilmektedir Kristal sekli ici bos piramitler spiraller ve cok katmanli dendritik yapilar dahil olmak uzere diger polimerler icin daha karmasik olabilmektedir Cok farkli bir surec yagistir tek tek monomerleri cozen ancak sonuctaki polimeri cozmeyen bir cozucu kullanilmaktadur Belirli bir polimerizasyon derecesine ulasildiginda polimerize ve kismen kristalize olan urun cozeltiden cokelmektedir Kristallesme hizi nukleer manyetik rezonans gibi cozunmus fraksiyonu secici olarak arastiran bir teknikle izlenebilmektedir Sinirli kristalizasyon Polimerler bir izotropik eriyik yiginindan veya konsantre cozeltiden kristallestiginde kristalli lameller 10 ila 20 nm kalinliginda tipik olarak yukarida gosterildigi gibi kuresel bir morfolojide duzenlenmektedir Bununla birlikte polimer zincirleri birkac on nanometre boyutlarinda katmanli kristal kalinligina veya donme yaricapina benzer veya daha kucuk bir alana hapsedildiginde cekirdeklenme ve buyume onemli olcude etkilenebilmektedir Ornek olarak bir polimer sinirli bir ultra ince tabakada kristallestiginde katmanli kristallerin izotropik kuresel organizasyonu engellenmektedir ve hapsetme benzersiz katmanli kristal yonelimleri uretebilmektedir Bazen zincir hizalamasi katman duzlemine paraleldir ve kristaller kenarda lamel olarak duzenlenmektedir Diger durumlarda katmanlara dik zincir yonelimli duzlem ici lameller gozlenmektedir Kapali polimerlerin benzersiz kristal oryantasyonu anizotropik ozellikler kazandirmaktadir Bir ornekte buyuk duzlem ici polimer kristalleri nano tabakali filmlerin gaz gecirgenligini neredeyse 2 buyukluk mertebesinde azaltmaktadir Yari kristal polimerlerin ozellikleriTermal ve mekanik ozellikler Camsi gecis sicakliklarinin altinda amorf polimerler molekullerinin dusuk hareketliligi nedeniyle genellikle sert ve kirilgandir Sicakligin arttirilmasi tipik kaucuk elastik ozellikleriyle sonuclanan molekuler hareketi induklenmektedir Tg nin uzerindeki sicakliklarda bir polimere uygulanan sabit bir kuvvet viskoelastik bir deformasyona neden olmaktadir yani polimer surunmeye baslamaktadir Amorf polimerler icin genellikle camsi gecis sicakliginin hemen altinda isi direnci verilmektedir Yari kristalli polimerlerdeki nispeten guclu molekuller arasi kuvvetler cam gecis sicakliginin uzerinde bile yumusamayi onlemektedir Elastik modulleri yalnizca yuksek erime sicaklikta onemli olcude degismektedir Ayni zamanda kristallik derecesine de baglidir daha yuksek kristallik daha sert ve termal olarak daha kararli ancak ayni zamanda daha kirilgan bir malzeme ile sonuclanirken amorf bolgeler belirli bir esneklik ve darbe direnci saglamaktadir Yari kristal polimerlerin bir diger karakteristik ozelligi molekuler hizalama yonu boyunca ve ona dik olan mekanik ozelliklerinin guclu anizotropisidir Yari kristalli bir polimerde cam gecis sicakliginin uzerinde amorf zincirler sunektir ve plastik olarak deforme olabilmektedir Polimerin kristal bolgeleri amorf bolgelerle baglanmaktadir Bag molekulleri uygulanan bir yuk altinda amorf ve kristal fazlarin ayrilmasini engellemektedir Bir cekme gerilimi uygulandiginda yari kristalli polimer once elastik olarak deforme olmaktadir Kristal bolgeler uygulanan stresten etkilenmeden kalirken amorf fazin molekuler zincirleri gerilmektedir Daha sonra kristal bolgelerin plastik deformasyonunun baslangicini ifade eden akma meydana gelmektedir Yari kristalli verim icin molekuler mekanizma dislokasyon hareketi yoluyla malzemenin kristal bolgelerinin deformasyonunu icermektedir Dislokasyonlar polimerde kaba veya ince kaymalara neden olmaktadir ve kristalin parcalanmaya ve akmaya yol acmaktadir Ince kayma cok sayida duzlemde meydana gelen az miktarda kayma olarak tanimlanmaktadir Tersine kaba kayma birkac duzlemde buyuk miktarda kaymadir Akma gerilmesi dislokasyonlarin yaratilmasi ve bunlarin harekete karsi direncleri ile belirlenmektedir Akmadan sonra amorf bolgede bir boyun olusur ve numune uzunlugu boyunca yayilmaktadir Boyunlama sirasinda duzensiz zincirler gerilme yonu boyunca hizalanmaktadir ve molekuler yeniden yonlendirme nedeniyle guclenme gosteren duzenli bir yapi olusturmaktadir Akis gerilimi artik boyun yayilimini takiben onemli olcude artmaktadir Mekanik anizotropi artmaktadir ve elastik modul cekme yonunde gozlenen yuksek modul ile farkli yonler boyunca degismektedir Cekilmis yari kristalli polimerler molekuler zincirlerin stres kaynakli siralamasindan dolayi en guclu polimerik malzemelerdir Bosluklar gibi diger kusurlar cekme gerilimi altinda yari kristalli polimerde meydana gelmektedir ve boyun olusumunu tetikleyebilmektedir Bosluklar kucuk acili x isini sacilmasi yoluyla gozlemlenebilmektedir Ozellikle basinc gerilimi veya kesme altinda kavitasyon gozlenmemektedir Kanitlar kavitasyonun ayni zamanda akma baslangicini da etkiledigini gostermektedir Bosluklar amorf fazin kirilmasiyla iliskilidir Kristal fazin gucu kavitasyonun akmadaki onemini belirlemektedir Kristal yapilar zayifsa kolayca deforme olmaktadir ve verimle sonuclanmaktadir Guclu kristal bolgeleri olan yari kristalli polimerler deformasyona ve kavitasyona direnmektedir amorf fazda bosluklarin olusumuna yol acmaktadir akmayi saglamaktadir Kristal malzemelerde oldugu gibi mekanik ozellikleri degistirmek icin yari kristal polimerlere parcaciklar eklenebilmektedir Kristal malzemelerde parcaciklarin eklenmesi dislokasyon hareketini engellemek ve malzemeyi guclendirmek icin calismaktadir Bununla birlikte bircok yari kristal polimer icin parcacik dolgu maddeleri malzemeyi zayiflatmaktadir Partikullerin polimerlerde sertlestirme etkisine sahip olmasi icin partikuller arasi matris bag kalinliginin belirli bir esikten daha kucuk olmasi gerektigi one surulmustur Kristalin polimerler polipropilen ve polietilen partikul guclendirme gostermektedir Plastikler viskoelastik malzemelerdir yani uygulanan stres altinda deformasyonlari zamanla artmaktadir surunme Bu nedenle plastiklerin elastik ozellikleri testin zaman olcegine gore kisa sureli davranisa dakikalar suren cekme testi gibi sok yuklemeye uzun sureli ve statik yukleme altindaki davranisa ve ayrica titresime gore ayirt edilmektedir Optik ozellikler Kristalin polimerler kristal ve amorf bolgeler arasindaki sayisiz sinirda isik sacilmasi nedeniyle genellikle opaktir Ornegin ataktik polipropilen genellikle amorf ve saydamdir kristalligi 50 olan sindiyotaktik polipropilen ise opaktir Kristallik ayrica polimerlerin boyanmasini da etkilemektedir kristalli polimerlerin boyanmasi amorf olanlara gore daha zordur cunku boya molekulleri amorf bolgelere daha kolay nufuz etmektedir Kaynakca Andrew Keller 1952 Morphology of crystallizing polymers Nature 169 4309 913 914 Bibcode 1952Natur 169 913K doi 10 1038 169913a0 S2CID 4255757 a b c d Carraher Charles E Jr 2003 Seymour Carraher s polymer chemistry 6th ed rev and expanded Raymond B Seymour New York M Dekker ISBN 0 8247 0806 7 OCLC 54677603 Sawyer Linda C 2008 Polymer microscopy 3rd ed David T Grubb Gregory Frederick Meyers New York Springer ISBN 978 0 387 72627 4 OCLC 311507402 a b c d e f Ehrenstein Gottfried W 2001 Polymeric materials structure properties applications R P Theriault Munich Hanser ISBN 1 56990 310 7 OCLC 44972260 a b c d Werkstoffkunde Kunststoffe 5 vollig uberarb Aufl Georg Menges Munchen 2002 ISBN 978 3 446 21257 2 OCLC 76257107 Technische Thermoplaste 4 Polyamide Wolfgang Alewelt Munchen Hanser 1998 ISBN 3 446 16486 3 OCLC 613632787 Kunststoff Lexikon 9 aktualisierte und erw Aufl W Woebcken H B P Gupta Munchen C Hanser 1998 ISBN 3 446 17969 0 OCLC 40365577 a b Weissbach Wolfgang 2007 Werkstoffkunde Strukturen Eigenschaften Prufung 16 uberarbeitete Auflage Wiesbaden Friedr Vieweg amp Sohn Verlag GWV Fachverlage GmbH Wiesbaden ISBN 978 3 8348 0295 8 OCLC 845259764 Dendrite in the IWF Knowledge and Media gGmbH videos and articles on the dendritic crystallization of polypropylene Macromolecules American Chemical Society ACS Thielen Michael 2006 Blasformen von Kunststoffhohlkorpern Peter Gust Klaus Hartwig Munchen ISBN 978 3 446 22671 5 OCLC 162329135 a b J Lehmann 1966 The observation of the crystallization of high polymer substances from the solution by nuclear magnetic resonance Colloid amp Polymer Science 212 2 167 168 doi 10 1007 BF01553085 S2CID 96640893 a b Wang Haopeng Jong K Keum Anne Hiltner Eric Baer Benny Freeman Artur Rozanski Andrzej Galeski 6 February 2009 Confined Crystallization of Polyethylene Oxide in Nanolayer Assemblies Science 323 5915 757 760 Bibcode 2009Sci 323 757W Nentwig Joachim 2006 Kunststoff Folien Herstellung Eigenschaften Anwendung 3 Aufl Munchen ISBN 978 3 446 40390 1 OCLC 163389255 Bonnet Martin 2009 Kunststoffe in der Ingenieuranwendung verstehen und zuverlassig auswahlen 1 Aufl Wiesbaden ISBN 978 3 8348 0349 8 OCLC 300455219 Courtney T H Mechanical Behavior of Materials Waveland Press 2005 392 396 a b Pawlak A Galeski A Rozanski A Cavitation during deformation of semicrystalline polymers Progress in Polymer Science 2014 921 958 Bowden P B Young R J Deformation Mechanisms in Crystalline Polymers Journal of Materials Science 1974 2034 2051 Courtney T H Mechanical Behavior of Materials Waveland Press 2005 392 396 Bartczak Z Argon A S Weinberg M Toughness mechanism in semi crystalline polymer blends II High density polyethylene toughened with calcium carbonate filler particles Polymer 1999 2347 2365 Shackelford James F 2009 Introduction to materials science for engineers 7th ed Upper Saddle River N J Pearson Prentice Hall ISBN 978 0 13 601260 3 OCLC 245598731 Peacock Andrew J 2006 Polymer chemistry properties and applications Allison R Calhoun Munich Hanser Gardner Publications ISBN 978 1 61344 300 2 OCLC 761010202 12 Aralik 2019 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 12 Temmuz 2021 Timar Balazsy Agnes 1998 Chemical principles of textile conservation Dinah Eastop Oxford England Butterworth Heinemann ISBN 0 7506 2620 8 OCLC 38120658