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:

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

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

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

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

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.