പോളിമറിന്റെ ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ സ്വഭാവത്തെ ഫില്ലർ എങ്ങനെ ബാധിക്കുന്നു?

1980-കളിൽ നൈലോൺ 6/കളിമണ്ണ് സംയുക്തങ്ങളുടെ മികച്ച ഗുണങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള കണ്ടെത്തൽ, ഫിൽഡ് പോളിമർ സംയുക്തങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള ധാരാളം ഗവേഷണങ്ങൾക്കും പോളിമറുകളിൽ ഫില്ലറുകളുടെ പങ്കിനെക്കുറിച്ചുള്ള ഒരു പുതുക്കിയ ധാരണയ്ക്കും കാരണമായി. പോളിമറുകളുടെ ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ സ്വഭാവത്തിൽ ഫില്ലറുകളുടെ സ്വാധീനം എങ്ങനെയുണ്ടെന്ന് ഇതാ നോക്കാം.

പോളിമറുകളുടെ ക്രിസ്റ്റൽ മോർഫോളജിയിൽ ഫില്ലറുകളുടെ സ്വാധീനം

ഫില്ലറുകൾ ചേർക്കുന്നത് പോളിമറിന്റെ ക്രിസ്റ്റലിൻ രൂപഘടനയെ ബാധിക്കുന്നു:

വ്യത്യസ്ത ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ സാഹചര്യങ്ങളിൽ ക്രിസ്റ്റലിൻ പോളിമറുകൾ വ്യത്യസ്ത ക്രിസ്റ്റലിൻ രൂപങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു, കൂടാതെ പോളിമർ ക്രിസ്റ്റലൈസേഷന്റെ ഏറ്റവും സാധാരണമായ സ്വഭാവ രൂപങ്ങളിൽ ഒന്നാണ് ഗോളാകൃതിയിലുള്ള പരലുകൾ. സാധാരണ മോൾഡിംഗ്, പ്രോസസ്സിംഗ് സാഹചര്യങ്ങളിൽ, ക്രിസ്റ്റലിൻ പോളിമറുകൾ സാധാരണയായി ഗോളാകൃതിയിലുള്ള ക്രിസ്റ്റലിൻ രൂപങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു.

വൈവിധ്യമാർന്ന ന്യൂക്ലിയേഷനിലും ധാന്യങ്ങളുടെ ശുദ്ധീകരണത്തിലും ഫില്ലറുകളുടെ കൂട്ടിച്ചേർക്കൽ ഒരു പങ്കു വഹിക്കുന്നു:

വലുതും വിരളവുമായ ഗോളാകൃതിയിലുള്ള പരലുകൾ ചെറുതും ഒതുക്കമുള്ളതുമായി മാറുന്നു, ഗോളാകൃതിയിലുള്ള പരലുകളുടെ ശുദ്ധീകരണവും വസ്തുക്കളുടെ കാഠിന്യം മെച്ചപ്പെടുത്തലും പ്രയോജനകരമാണ്, കൂടാതെ പോളിമറുകൾ കാഠിന്യമാക്കുന്നതിനുള്ള ഫലപ്രദമായ ഒരു രീതിയാണിത്.

റെസിൻ മാട്രിക്സുമായുള്ള ഫില്ലറിന്റെ അനുയോജ്യത ക്രിസ്റ്റലിൻ രൂപഘടനയെയും ബാധിക്കുന്നു:

ഉദാഹരണത്തിന്, ക്വിയോ ഫാങ് തുടങ്ങിയവർ കണ്ടെത്തിയത്, ജൈവവൽക്കരിക്കപ്പെട്ട മോണ്ട്മോറിലോണൈറ്റ് നൈലോൺ 6 ന്റെ ഗോളാകൃതിയിലുള്ള ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനയെ നശിപ്പിക്കുന്നു എന്നാണ്. പ്രധാനമായും നൈലോൺ 6 തന്മാത്രകൾക്ക് ജൈവവൽക്കരിക്കപ്പെട്ട മോണ്ട്മോറിലോണൈറ്റ് കണങ്ങളുമായി ശക്തമായ സംയോജന ഫലമുള്ളതിനാൽ, ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ പ്രക്രിയയിൽ നൈലോൺ 6 തന്മാത്രാ ശൃംഖലാ ഭാഗങ്ങളുടെ ചലനം തടസ്സപ്പെടുന്നു. റേഡിയൽ ദിശയിൽ സമമിതിയും ക്രമവുമായ ക്രമീകരണത്തിൽ വളരാൻ പ്രയാസമാണ്. അതിനാൽ ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ വളർച്ചാ പ്രക്രിയ തടസ്സപ്പെടുകയും, അപൂർണ്ണമായ പരലുകൾ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു.

നാരുകൾ നിറഞ്ഞ പോളിമർ സംയുക്തങ്ങളുടെ മോൾഡിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ, നാരുകൾ ഒരു ന്യൂക്ലിയേഷൻ പങ്ക് വഹിച്ചേക്കാം, കൂടാതെ വളർച്ചാ പ്രക്രിയയിൽ ഗോളാകൃതിയിലുള്ള പരലുകൾക്ക് ത്രിമാന വളർച്ചയ്ക്കുള്ള സാഹചര്യങ്ങൾ ഇനി ഉണ്ടാകില്ല, ഇത് പിന്നീട് സ്തംഭ വളർച്ചയുടെ രൂപമെടുക്കുന്നു, അതായത്, തിരശ്ചീന പരലുകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന ഓറിയന്റഡ് ഏകമാന വളർച്ച.

ഉദാഹരണങ്ങൾ:

ന്യൂക്ലിയേറ്റിംഗ് ഏജന്റുകൾ എന്നത് റെസിനുകളുടെ ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ സ്വഭാവം മാറ്റാനും പോളിമറുകൾക്ക് പുതിയ ഗുണങ്ങളും പ്രവർത്തനങ്ങളും നൽകുന്നതിന് അവയുടെ സൂക്ഷ്മ രൂപഘടനയിൽ മാറ്റം വരുത്താനും കഴിയുന്ന ഒരു തരം പദാർത്ഥങ്ങളാണ്, കൂടാതെ സ്വദേശത്തും വിദേശത്തും നിലവിലെ ഗവേഷണത്തിന്റെ ഒരു ചൂടുള്ള വിഷയവുമാണ്.

പ്രവർത്തനരീതി: ഉരുകിയ അവസ്ഥയിൽ, ന്യൂക്ലിയേറ്റിംഗ് ഏജന്റ് ആവശ്യമായ ന്യൂക്ലിയുകൾ നൽകുമ്പോൾ, പോളിമർ ഹോമോജീനിയൽ ന്യൂക്ലിയേഷനിൽ നിന്ന് ഹെറ്റീരിയോളജിക്കൽ ന്യൂക്ലിയേഷനിലേക്ക് മാറുന്നു, ഇത് ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ നിരക്ക് ത്വരിതപ്പെടുത്തുകയും ധാന്യ ഘടനയെ പരിഷ്കരിക്കുകയും ഉൽപ്പന്നത്തിന്റെ കാഠിന്യം മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.

ന്യൂക്ലിയേറ്റിംഗ് ഏജന്റുകളെ പ്രധാനമായും അജൈവ ന്യൂക്ലിയേറ്റിംഗ് ഏജന്റുകൾ, ഓർഗാനിക് ന്യൂക്ലിയേറ്റിംഗ് ഏജന്റുകൾ, പോളിമർ ന്യൂക്ലിയേറ്റിംഗ് ഏജന്റുകൾ എന്നിങ്ങനെ തിരിക്കാം. ഉപരിതലത്തിൽ നിരവധി സജീവ കേന്ദ്രങ്ങൾ ഉള്ളതിനാൽ നാനോപാർട്ടിക്കിൾ ന്യൂക്ലിയേറ്റിംഗ് ഏജന്റുകൾ ന്യൂക്ലിയേറ്റിംഗ് ഏജന്റ് ഗവേഷണത്തിന് ഒരു ഹോട്ട് സ്പോട്ടായി മാറിയിരിക്കുന്നു, അവയ്ക്ക് അടിവസ്ത്രവുമായി അടുത്ത് ബന്ധിപ്പിക്കാനും മികച്ച അനുയോജ്യത ഉണ്ടായിരിക്കാനും കഴിയും, കൂടാതെ ബാഹ്യശക്തികൾക്ക് വിധേയമാകുമ്പോൾ കണികകൾ കൂട്ടായി എളുപ്പത്തിൽ വേർപെടുത്താൻ കഴിയില്ല.

പോളിമർ ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ ചലനാത്മകതയിൽ ഫില്ലറുകളുടെ പ്രഭാവം

പോളിമർ ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ പ്രക്രിയയിൽ രണ്ട് ഘട്ടങ്ങളുണ്ട്: ന്യൂക്ലിയേഷൻ, വളർച്ച. പോളിമറുകളുടെ ഐസോതെർമൽ ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ പ്രക്രിയയെ വിവരിക്കാൻ അവ്രാമി സമവാക്യം സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, അവ്രാമി സൂചിക n, ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ നിരക്ക് സ്ഥിരാങ്കം K എന്നിവ കണ്ടെത്തുന്നതിലൂടെ, പരലുകളുടെ വളർച്ചാ സംവിധാനവും വളർച്ചാ നിരക്കും ഉരുത്തിരിഞ്ഞുവരാൻ കഴിയും.

കാർബൺ ബ്ലാക്ക് നിറച്ച പിപിയുടെ ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ ചലനാത്മകതയെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനത്തിൽ മുച്ച എം തുടങ്ങിയവർ രണ്ട് ഘട്ടങ്ങളുള്ള ഒരു ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ പ്രതിഭാസം ഉണ്ടെന്ന് കണ്ടെത്തി: പിപിയുടെ വൈവിധ്യമാർന്ന ന്യൂക്ലിയേഷനുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ക്രിസ്റ്റലൈസേഷന്റെ പ്രാരംഭ ഘട്ടത്തിൽ, കാർബൺ ബ്ലാക്ക് കണങ്ങളുടെ ഉപരിതലത്തിലെ ന്യൂക്ലിയേഷൻ, ക്രിസ്റ്റലൈസേഷന്റെ പ്രാരംഭ ഘട്ടത്തിൽ ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ കൂട്ടിയിടി സംഭവിച്ചില്ല, വളർച്ച പരിമിതമായിരുന്നില്ല; തുടർന്ന് ഒരു മന്ദഗതിയിലുള്ള ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ ഘട്ടം, അവിടെ പരലുകൾ തമ്മിലുള്ള പരസ്പര കൂട്ടിയിടിയിലൂടെ വളർച്ചാ നിരക്ക് മന്ദഗതിയിലായി. ക്രിസ്റ്റലൈസേഷന്റെ പ്രാരംഭ ഘട്ടത്തിൽ, n ഏകദേശം 2.0 ആയിരുന്നു, അതേസമയം ക്രിസ്റ്റലൈസേഷന്റെ പിന്നീടുള്ള ഘട്ടത്തിൽ, n ഏകദേശം 3.0 ആയിരുന്നു. വ്യത്യസ്ത അളവിലുള്ള കാർബൺ ബ്ലാക്ക് ചേർക്കുന്നത് K, n എന്നിവയുടെ മൂല്യങ്ങളിൽ വ്യത്യസ്ത ഫലങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്നുണ്ടെന്നും കണ്ടെത്തി. അതേ ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ താപനിലയിൽ, കാർബൺ ബ്ലാക്ക് ചേർക്കുന്നതിന്റെ വർദ്ധനവിനൊപ്പം K യുടെ മൂല്യം വർദ്ധിച്ചു.

അവ്രാമി സമവാക്യം അനുസരിച്ച്, n മൂല്യം 4-ൽ കുറവോ തുല്യമോ ആയ ഒരു പോസിറ്റീവ് പൂർണ്ണസംഖ്യ ആയിരിക്കണം. പ്രായോഗികമായി, പോളിമറുകളുടെ ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ പ്രക്രിയയുടെ n മൂല്യം സാധാരണയായി ഒരു ദശാംശ സംഖ്യയാണ്, അത് 5-ന് തുല്യമായി കാണപ്പെടുന്നു, ഇത് യഥാർത്ഥ ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ പ്രക്രിയ അവ്രാമി സമവാക്യത്തിൽ നിന്ന് വ്യതിചലിക്കുകയും ദ്വിതീയ ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ അല്ലെങ്കിൽ ഗോളാകൃതിയിലുള്ള ക്രിസ്റ്റൽ കൂട്ടിയിടി എന്ന പ്രതിഭാസം സംഭവിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു എന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

നിറച്ച പോളിമറുകളുടെ ക്രിസ്റ്റലിൻ ഘടന മാതൃക

സമീപ ദശകങ്ങളിൽ, സിദ്ധാന്തങ്ങളും പരീക്ഷണങ്ങളും ക്രിസ്റ്റലിൻ, അമോർഫസ് മേഖലകൾക്കിടയിൽ ഒരു സംക്രമണ മേഖല ഉണ്ടെന്ന് പൂർണ്ണമായും തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്. പോളിമറുകൾഅതായത്, ക്രിസ്റ്റലിൻ - അമോർഫസ് ഇന്റർമീഡിയറ്റ് ഘട്ടം എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന ഒരു ഇന്റർമീഡിയറ്റ് പാളി.

ഡൈനാമിക് ടു-ഡൈമൻഷണൽ ഇൻഫ്രാറെഡ് സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി ഉപയോഗിച്ച്, ലോ ഡെൻസിറ്റി പോളിയെത്തിലീൻ (LDPE) യുടെ ക്രിസ്റ്റലിൻ മേഖല, അമോർഫസ് മേഖല, ഇന്റർമീഡിയറ്റ് ഘട്ടം എന്നിവയുടെ ഘടനയിൽ ടാൽക്കിന്റെ സ്വാധീനം വിശകലനം ചെയ്തു. ടാൽക്കിന്റെ കൂട്ടിച്ചേർക്കൽ LDPE യുടെ ക്രിസ്റ്റലിൻ ഘടന മാതൃകയിൽ ചില മാറ്റങ്ങൾ വരുത്തുന്നുവെന്ന് ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു, കൂടാതെ ടാൽക്ക് ക്രിസ്റ്റലിൻ മേഖലയുമായി അടുത്ത ബന്ധമുണ്ടെന്നും എന്നാൽ അമോർഫസ് ഘട്ടവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിട്ടില്ലെന്നും നിഗമനത്തിലെത്തി, ഇത് അനുമാനിച്ച ഘടനാപരമായ സ്കീമാറ്റിക്സിലേക്ക് നയിക്കുന്നു.

പോളിമറുകളുടെ ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ സ്വഭാവത്തിൽ ഫില്ലറുകളുടെ സ്വാധീനത്തെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനം ക്രിസ്റ്റലിൻ പോളിമറുകളുടെ ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ മെക്കാനിസത്തെയും ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ മോഡലിനെയും കുറിച്ച് നന്നായി മനസ്സിലാക്കാൻ സഹായിക്കും. മാത്രമല്ല, പൂരിപ്പിച്ച പോളിമറുകളുടെ ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ സ്വഭാവം സംയുക്തങ്ങളുടെ ഗുണങ്ങളെ നേരിട്ട് ബാധിക്കും, അതിനാൽ ഇത് ശ്രദ്ധിക്കണം.

പോളിമറുകളുടെ ക്രിസ്റ്റലിൻ ഗുണങ്ങളിൽ ഫില്ലറുകളുടെ സ്വാധീനത്തെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനത്തിൽ ചില പുരോഗതി ഉണ്ടായിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, കൂടുതൽ ആഴത്തിലുള്ളതും വ്യവസ്ഥാപിതവും വിശദവുമായ പഠനങ്ങളുടെ ആപേക്ഷിക അഭാവം ഇപ്പോഴും നിലനിൽക്കുന്നു, ഈ വശം ചിട്ടപ്പെടുത്താൻ കഴിയുമെങ്കിൽ, അത് മെറ്റീരിയൽ തയ്യാറാക്കലിലും ഗുണങ്ങളിലും ഉയർന്ന തലത്തിലുള്ള ഗവേഷണത്തിലേക്ക് നയിക്കും.