Кристаллизация

Кристаллизация - это физический процесс затвердевания в процессе образования и роста кристаллов. В ходе этого процесса выделяется тепло кристаллизации. 

В процессе роста кристаллов создаются искусственные условия, при которых кристаллизация может ускоряться. 

Кристаллизация может происходить из газообразной, жидкой или твердой фаз. Примерами являются затвердевание расплава при охлаждении ниже температуры плавления, кристаллизация из насыщенного раствора, конденсация из фазы испарения, фазовый переход твердых веществ (полиморфизм) и образование кристаллических продуктов в твердотельных реакциях, а также кристаллизация аморфных веществ. 

Полиморфизм: полиморфизм определяется как появление вещества в различных твердотельных формах, которые имеют одинаковый химический состав, но проявляют различия в своей структуре и, следовательно, в своих физических свойствах, а также в некоторой степени и в химических свойствах. 

Кристаллизация зависит от условий охлаждения (пример – рис. 1), добавки и наполнителя в полимере, а также от состояния потока при затвердевании. Последующее растяжение также изменяет расположение молекул и, следовательно, свойства материала. 

Кривая кристаллизации или охлаждения ДСК измерения характеризует изменение энтальпии из жидкого, аморфного состояния в твердое, кристаллическое фазовое состояние. 

Кристаллизация влияет на оптические, механические, термические и химические свойства вещества и его обработку. 

Пример

Условия охлаждения

Рис. 1: Стеклование, холодная кристаллизация и плавление при постоянной скорости нагрева 10 К/мин после охлаждения при различных скоростях нагреваРис. 1: Стеклование, холодная кристаллизация и плавление при постоянной скорости нагрева 10 К/мин после охлаждения при различных скоростях нагрева

ДСК измерения показывают различные диапазоны стеклования (T: от 75°C до 85°C), холодную кристаллизацию (151°C) и эффекты плавления (249°C) в зависимости от различных скоростей охлаждения, выбранных перед нагревом. Для заданного охлаждения использовался интеркулер к прибору DSC 204 F1. 

Полиэтилентерефталат (ПЭТ) – полукристаллический термопластик с относительно низкой скоростью кристаллизации. Высокие скорости охлаждения приводят к большим аморфным участкам в этом материале, увеличению ∆cp при стекловании и посткристаллизации при нагревании. 

Низкие скорости охлаждения, напротив, приводят к увеличению образования кристаллических порций, которые образуются при охлаждении. Это приводит к меньшим стадиям стеклования и полному отсутствию посткристаллизации


Связанные методы

DSC