，聚合物制品的實際使用性能（如光學透明性、硬度、模量等）與材料內部的結晶形態(tài)、晶粒大小及完善程度有著密切的聯(lián)系，因此，對聚合物結晶形態(tài)等的研究具有重要的理論和實際意義。隨著結晶條件的不用，聚合物的結晶可以具有不同的形態(tài)，如：單晶、樹枝晶、球晶、纖維晶及伸直鏈晶體等。在從濃溶液中析出或熔體冷卻結晶時，聚合物傾向于生成這種比單晶復雜的多晶聚集體，通常呈球形，故稱為“球晶”，球晶可以長得很大。北京中顯恒業(yè)儀器儀表有限公司是徠卡工業(yè)顯微鏡的北方總代理，對小于幾微米的球晶，用電子顯微鏡或小角激光光散射法進行研究；對于幾微米以上的球晶，則用普通的徠卡偏光顯微鏡就可以進行觀察。
高分子結晶過程中影響結晶速率的因素諸多，如溫度、分子結構、雜質等，其中掌握結晶速度與溫度關系的規(guī)律，對于控制結晶性聚合物的結晶度，以獲得所需要的使用性能，有著十分重要的意義。而測定結晶速率的實驗方法主要有膨脹計法、光學解偏法及偏光顯微鏡法。其中膨脹計法結合 Avrami方程，可以準確的來描述結晶速率，但是計算處理較為繁瑣。而偏光顯微鏡法是研究結晶過程的常用方法，在偏光顯微鏡下可以直接觀察到球晶的輪廓尺寸。配上熱臺就可以在等溫條件下觀察聚合物球晶的生長過程，測量球晶的半徑隨時間的變化。大量觀測結果表明，等溫結晶時，球晶半徑與時間成線性關系，這種關系一直保持到球晶長大到與鄰近球晶發(fā)生線連接時為止。此方法非常直觀、簡單，又可以利用控溫程序控制溫度這一重要影響因素來相對比較結晶聚合物結晶過程的快慢?？捎糜诒究粕鷮Y晶速率的計算，使學生增強對結晶過程的感性認識。同時結合結晶速率利用阿倫尼烏斯方程計算結晶活化能，拓展了熱臺偏光顯微鏡的實驗課程應用，使實驗教學內容變得更系統(tǒng)和完整。
聚丙烯球晶增長過程的偏光顯微鏡照片
采用帶有熱臺的徠卡偏光顯微鏡，通過程序控溫記錄 PP 的結晶過程，可以觀察到 PP 球晶是由一個微小的晶核慢慢生長，隨著結晶時間的增加，球晶逐漸完善，最后球晶形態(tài)由原來的單一的球形逐漸交疊擠壓，呈現(xiàn)非球形結構。根據不同時間下球晶半徑的大小得到不同溫度下 PP 的等溫結晶速率，此方法直觀、簡單，能相對比較出結晶快慢，可用于本科生結晶速率的計算。徠卡DM4P偏光顯微鏡，北京中顯更專業(yè)。結合結晶速率利用阿倫尼烏斯方程計算 PP 的活化能，通過定量的比較結晶活化能，可知鏈段向增長的晶體表面擴散的難易程度。拓展了偏光顯微鏡在實驗課程中的應用領域，增強學生的數據分析處理能力，使教學內容更加系統(tǒng)完善，教學效果更佳。
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