Γλωσσάριο

Μετακρυστάλλωση (ψυχρή κρυστάλλωση)

Η μετακρυστάλλωση των ημικρυσταλλικών πλαστικών λαμβάνει χώρα κυρίως σε αυξημένες θερμοκρασίες και αυξημένη μοριακή κινητικότητα πάνω από τηνυαλώδη μετάβαση . Μπορεί, ωστόσο, να λάβει χώρα και σε θερμοκρασία δωματίου, π.χ. για το καουτσούκ ή το TPU.

Η μετακρυστάλλωση είναι μια αλλαγή στη φυσική δομή που οδηγεί σε αύξηση του βαθμού κρυστάλλωσης και του πάχους των ελασμάτων, καθώς και στην τελειοποίηση της κρυσταλλικής δομής. Κατά τη μετακρυστάλλωση (ψυχρή κρυστάλλωση), στη ζώνη μετάβασης μεταξύ των υφιστάμενων κρυσταλλικών δομών και των άμορφων περιοχών, αναπτύσσονται νέες διατεταγμένες δομές (κρυσταλλίτες). Αυτοί οι νεοσχηματισμένοι κρύσταλλοι μπορούν να διαφοροποιηθούν από τους προϋπάρχοντες μέσω της χαμηλότερης θερμοκρασίας τήξης τους (βλ. σχ. 1).

Η πυκνότερη συσκευασία των μορίων μπορεί να προκαλέσει συρρίκνωση ή παραμόρφωση με σχηματισμό ρωγμών σε ένα πλαστικό ή ελαστικό εξάρτημα.

Η μετακρυστάλλωση αποτελεί διαδικασία φυσικής γήρανσης με την έννοια που αναφέρεται στο DIN 50035.

Οι φυσικές διεργασίες γήρανσης είναι πάντοτε το αποτέλεσμα θερμοδυναμικά ασταθών καταστάσεων (υπολειμματικές τάσεις, προσανατολισμοί, ατελής κρυσταλλική δομή) που προκαλούνται από τις συνθήκες ψύξης κατά την επεξεργασία.

Τέτοιες συνθήκες προκαλούν τη στερεοποίηση των πλαστικών σε ένα υπέρψυκτο τήγμα, οπότε η προκύπτουσα δομή δεν έχει ισορροπία.

Οι διαδικασίες φυσικής γήρανσης επιταχύνονται από την επίδραση της θερμοκρασίας.

Παραδείγματα εφαρμογών

Παράδειγμα μετακρυστάλλωσης

Αυτή η καμπύλη θέρμανσης δείχνει την υαλώδη μετάβαση, τη μετακρυστάλλωση και την τήξη του PET (τερεφθαλικού πολυαιθυλενίου).

Όργανο: DSC 214 Polyma

Συνθήκες δοκιμής:

• 40 ml, 60 ml (P2, προστατευτικό)
• Ρυθμοί θέρμανσης/ψύξης: 10 K/min
• Μάζα δείγματος: 12 mg σε διάτρητο Concavus^®® χωνευτήρια

Παράδειγμα μετακρυστάλλωσης και τήξης ηφαιστειακών πετρωμάτων

Τα φυσικά υλικά, όπως τα πετρώματα, είναι δύσκολο να αναλυθούν ως προς τη χημική τους σύνθεση. Τέτοια υλικά είναι γενικά ένα μείγμα διαφορετικών οξειδίων, θειικών ή ανθρακικών αλάτων. Τα ηφαιστειακά πετρώματα συνήθως στερεοποιούνται από λιωμένο μάγμα και περιέχουν κυρίως μια ποικιλία οξειδίων.

Αυτό το παράδειγμα, που παρουσιάζεται στην Εικ. 3, δείχνει μια μέτρηση σε ένα τέτοιο υλικό με τη χρήση του DSC 404 F1 . Φαίνεται καθαρά ότι έχει στερεοποιηθεί σχεδόν εντελώς άμορφο.
Η υαλώδης μετάβαση ήταν μεταξύ 623°C και 655°C.
Η μετακρυστάλλωση και η τήξη ανιχνεύθηκαν στους 884°C και 1111°C (θερμοκρασία κορυφής).

Η θερμότητα που απελευθερώθηκε κατά την κρυστάλλωση ήταν συγκρίσιμη με τη θερμότητα σύντηξης, γεγονός που υποδηλώνει την εξαιρετικά άμορφη φύση αυτού του μείγματος.

Συνθήκες δοκιμής:

• Εύρος θερμοκρασιών: °C υπό άζωτο
• Ρυθμός θέρμανσης: 10 K/min