几种常用的聚合物结晶度测定方法的比较
270 沈 阳 建 筑 工 程 学 院 学 报第16卷
Ia=K3Sa
K1∶K2∶K3=1∶1146∶0175式中:Ic———结晶峰强度;
Ia———非结晶峰强度;Sa———非结晶峰面积;S
110,S200———结晶峰面积;K1,K2,K3———衍射峰较正系数
.
1308cm-1吸收带强度增加(透光率下降).当温
度大于t2时,PE完全以非晶态存在,此时非晶相
浓度为Ca=1.当温度小于t2时,非晶相浓度为
Ca′=D2/D1式中,D1为1308cm-1峰在t2时的吸光度;D2为1308cm-1峰在小于t2时的吸光度.结晶度为
)×100
%Xcr=(Ca-Ca′
图3 非晶型PE红外吸收带的透光率与温度关系
图1 PEX2射线衍射图
11214 密度测定
采用Micrometritics1320型固体自动比重计,试样经真空干燥、称量后,在N2气氛中测试.由下式可以求出密度法所得的结晶度Xcg:
(ρ-ρ(ρXcg=ρ c a)/[ρc-ρa)]式中,ρ,ρ非晶体、晶体的密度.a,ρc分别为样品、
3
ρa=0180g/cm3ρc=0190g/cm
但这种方法在样品达到熔融时的测定方式很
不好处理,即其值不易测得.因此此方法理论上可行,但实际操作不易实现.
2 结果与讨论
211 不同方法的测定结果
结晶聚合物中通常总是同时包含晶区和非晶区两个部分,结晶度是对聚合物中结晶部分在质量分率或体积分率上大小的定量描述.由于聚合物的晶区与非晶区的界限不明确,在同一样品中同时存在着不同程度的有序状态,而且各种测定结晶度的方法涉及不同的有序状态,所以结晶度的数值依测定方法而异.表1列出了WAXD法结晶度Xcw、密度法结晶度Xcg和DSC法结晶度Xcd的数值.
表1 三种测定方法测得的PE结晶度值
样品
PE
Xcw
Xcg
Xcd
11215 红外吸收测定
PE的非晶型吸收带在1308cm-1处.通过测
定不同温度下1308cm
-1
处峰的强度变化,可以
求出PE的结晶度[4].图2为非晶型PE的吸收
峰,图3为PE非晶性吸收带的透光率(T%)与温度(t)的关系.
%
455360
212 不同方法所测结果的比较
从表1可以发现结晶度的大小顺序为Xcw(%)<Xcg(%)<Xcd(%).3种方法所得结晶度的值不同,是由测试方法本身造成的.WAXD是基于晶区与非晶区的电子密度差(晶区的电子密度大于非晶区)相应产生结晶衍射峰及非结晶弥
图2 非晶型PE红外吸收峰
在温度t1(熔融)以前吸收带强度维持恒定.在t1—t2之间晶粒熔融,非晶相增加,使
散峰的倒易空间积分强度计算的结果.密度测定
是根据分子链在晶区与非晶区有序密堆积的差异,晶区密度大于非晶区.此法测得晶区密度值实