Cristallinité
Définition
La cristallinité détermine le degré de pureté et de régularité de l'organisation cristalline de minéraux cristallins. La cristallinité fait référence au degré d'ordre structurel dans un solide et est liée à l'ordre des chaînes moléculaires polymères dans les plastiques.
La cristallinité de la cellulose :
Le degré de cristallinité de la cellulose est exprimé en termes d'indice de cristallinité (CrI); ceci est déterminé par le rapport du pic cristallin à la vallée (région amorphe) dans le diffractogramme basé sur une structure monoclinique de la cellulose.
Explications
La cristallinité définit le degré d'ordre à longue distance dans un matériau et affecte fortement ses propriétés. Plus un polymère est cristallin, plus ses chaînes sont régulièrement alignées. L'augmentation du degré de cristallinité augmente la dureté et la densité. Ceci est illustré en poly(éthylène).
Le HDPE (polyéthylène haute densité) est composé de chaînes linéaires peu ramifiées. Les molécules s'entassent étroitement, ce qui conduit à un degré élevé d'ordre. Cela le rend rigide et dense, et il est utilisé pour les bouteilles de lait et les gouttières.
Les nombreuses branches courtes du LDPE (polyéthène basse densité) interfèrent avec le tassement serré des molécules, de sorte qu'elles ne peuvent pas former une structure ordonnée. La densité et la rigidité inférieures le rendent approprié pour une utilisation dans des films tels que des sacs en plastique et des emballages alimentaires.
Souvent, les polymères sont semi-cristallins, existant quelque part à une échelle entre amorphe et cristallin. Il s'agit généralement de petites régions cristallines (cristallites) entourées de régions de polymère amorphe.
Exemple avec la cellulose
La cristallinité de la cellulose est une propriété inhérente qui régit ses propriétés mécaniques, son affinité pour l'eau et son accessibilité aux réactifs chimiques. Puisque la cristallinité est le résultat d'une liaison hydrogène interchaîne, les changements de cristallinité reflètent des diminutions ou des augmentations de cette liaison.
Bien que l'eau seule ne puisse pas rompre les liaisons hydrogène interchaînes, la décristallisation peut être provoquée par de nombreux réactifs. L'étendue de la décristallisation peut varier d'un gonflement partiel pour augmenter l'accessibilité chimique à une dissolution complète qui permet la reprécipitation et la formation de fibres de cellulose régénérées telles que la rayonne.
Ces réactifs comprennent l'hydroxyde de sodium concentré; amines; complexes métalloorganiques de cuivre, de cadmium et de fer; bases d'ammonium quaternaire; acides minéraux concentrés (sulfurique, chlorhydrique, phosphorique); solutions salines concentrées (béryllium, calcium, lithium, zinc); et des mélanges de solvants organiques.
Une augmentation de la cristallinité est inhabituelle, mais elle intervient après hydrolyse de la cellulose amorphe. Les chaînes brisées ont une plus grande liberté pour former des structures plus hautement organisées.
Facteurs favorisant la cristallinité
En général, les facteurs rendant les polymères plus ordonnés et réguliers ont tendance à conduire à un degré de cristallinité plus élevé. Cela inclut :
- Moins de branches courtes - permettant aux molécules de se regrouper étroitement;
- Degré plus élevé de stéréorégularité - les polymères syndiotactiques et isotactiques sont plus ordonnés que les polymères atactiques;
- Configuration de copolymère plus régulière - ayant le même effet que la stéréorégularité.
Synonymes, antonymes
0 synonyme (sens proche) pour "cristallinité".
1 antonyme (sens contraire) :
- décristallisation
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