03 Vormen van lamellen, spherulieten en kristallen

Laagmoleculaire stoffen gaan bij afkoeling van vloeistof over de naar vaste fase. Meestal is dit een kristallijne fase. Hiervoor is het nodig dat de moleculen zich netjes kunnen ordenen en stapelen. Bij hoog moleculaire stoffen zoals polymeren dat zijn is dit niet altijd even makkelijk. De lange ketens zullen verstrengelingen hebben die een 100% kristalliniteit zullen voorkomen en het kristallisatieproces verstoren. Polymeren zullen dus nooit helemaal 100% kristallijn zijn er zal daarnaast altijd een kleiner of groter deel amorfe fase zijn. In dit deel gaan we uit van hoog kristallijne polymeren.

Hoe ziet de kristallijne fase eruit?

De kristallijne fase bestaat uit netjes naast elkaar gevleide polymeerketens, mooi strak opgevouwen zoals in onderstaande figuur te zien is. Die opgevouwen ketens vormen zo een soort dun plaatje dat een "Lamella" of lamel genoemd wordt.

Lamella: Polymer chains fold together and form ordered regions called lamellae

Figuur 1. Een opgevouwen polymeerketen die een lamel vormt.

Figuur 2. De opgevouwen ketens breiden zich uit in in 2 dimensies waardoor er een plaatje met een bepaalde dikte ontstaat die bestaat uit strak opgevouwen ketens. Dit wordt een lamel genoemd.

Figuur 3. Aangroeien van een lamel, Ketens vouwen zich netjes op aan de uiteinden van de platen.

Figuur 4. De lamellen groeien vervolgens aan elkaar in sperulieten.

Figuur 5. In de sperulieten zit altijd een niet perfect gestapeld amorf deel ingebouwd.

Bekijk ook eens de video over polymeerstructuren:

Deze kristallijne fase wordt pas gevormd als de temperatuur van het polymeer tot beneden het smeltpunt van het polymeer daalt.

References

  1. http://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/polymers/images/img014.gif
  2. http://pslc.ws/macrog/images/stal02.gif
  3. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons
  4. University of Bradford UK, "Sperulite growth in a polymer", https://www.youtube.com/watch?v=130sUnjUxmQ

>>> naar de volgende pagina