Stopień krystaliczności

Stopień krystaliczności – parametr stosowany w przypadku substancji i materiałów zdolnych do częściowej krystalizacji (polimerów, stopów metali, szkła itp.), definiowany jako stosunek masy części skrystalizowanej do całkowitej masy materiału/substancji.

W substancjach i materiałach zdolnych do częściowej krystaliczności występują mniejsze i większe obszary skrystalizowane, zwane krystalitami, które współegzystują z obszarami amorficznymi. Proporcje części krystalicznej i amorficznej zależą od budowy chemicznej substancji, ale też od jej historii termicznej i sposobu otrzymywania. Np. polimery dużej regularności i symetrii łańcuchów wykazują większą zdolność do krystalizacji niż polimery rozgałęzione i nieregularne.

Matematycznie, stopień krystaliczności określa według następującego wzoru:

${\displaystyle x={\frac {m_{k}}{m_{c}}},}$

gdzie ${\displaystyle (x)}$ to stosunek masy części krystalicznej ${\displaystyle (m_{k})}$ polimeru do masy całkowitej ${\displaystyle (m_{c}).}$

Jego przeciwieństwem jest stopień amorficzności, który oblicza się jako ${\displaystyle (y)}$ stosunek masy części amorficznej ${\displaystyle (m_{a})}$ materiału do masy całkowitej ${\displaystyle (m_{c}).}$

${\displaystyle y={\frac {m_{a}}{m_{c}}}=1-x.}$

Wraz ze wzrostem stopnia krystaliczności wzrasta:

• gęstość
• odporność na ścieranie
• sztywność materiału
• twardość

Wraz ze zmniejszaniem stopnia krystaliczności zwiększa się:

• chłonność wody i innych rozpuszczalników
• przezroczystość
• rozszerzalność cieplna
• udarność (odporność na uderzenia)
• wytrzymałość zmęczeniowa

Bibliografia

• Malcolm P. Stevens, Wprowadzenie do chemii polimerów, s. 63–66, PWN, 1983, ISBN 83-01-031110-7.