Übergangsformen zwischen Einkristall- und Sphärolithwachstum im Polyäthylen

Zusammenfassung

Steigert man für das Polyäthylen die Kristallisationstemperatur, so findet man Kristallformen in der folgenden Reihenfolge: rautenförmige Einkristalle— rautenförmige Einkristalle mit abgeschnittenen spitzen Ecken (“truncated lozenge crystals”)-längliche sechseckförmige Einkristalle, bei denen die kristallographische b-Achse der orthorhombischen Elementarzelle in Richtung der längsten Ausdehnung des Kristalls liegt. Diese länglichen Sechsecke lagern sich zu Sphärolithen zusammen, und zwar so, daß die kristallographische b-Achse radial liegt, wie es auch bei den aus der Schmelze gewachsenen Sphärolithen der Fall ist. Damit sind für das Polyäthylen Übergangsformen zwischen den Einkristallen und Sphärolithen aufgezeigt.

Sphärolithe, die aus der Lösung gewachsen sind, zeigen im Polarisationsmikroskop nur dann ein konzentrisches Ringsystem, wenn bei der Bildung der Sphärolithe ein Mindestangebot an Substanz vorhanden ist. Die Ringbreite nimmt dann mit steigender Kristallisationstemperatur zu. Bei aus der Schmelze gewachsenen Polyäthylen-Sphärolithen ist mit der Bildung von nicht-kristallographischen Verzweigungen eine Drehung der Indikatrix verbunden. Vermutlich wird also auch bei aus der Lösung gewachsenen Sphärolithen das Ringsystem auf dem Auftreten von Verzweigungen infolge hohen Angebotes von kristallisierender Substanz beruhen.

Summary

With increasing temperature of crystallization polyethylene crystallizes from solution as lozenge single crystals, truncated lozenge crystals and longish hexagonal crystals, with the crystallographic b-axis along the long diagonal. In the solutions longish hexagonal crystal plates are able to cluster and to form spherulites, in which their crystallographic b-axes are oriented radially like the b-axes in spherulites grown from the melt. Various transition species have been observed. In polarised light the spherulites grown from solution show a concentric ring-system only, if during the crystallization a sufficient quantity of polyethylene is present. The ring-width increases with increasing crystallization temperature.

Further it is shown that in polyethylene spherulites grown from the melt the rotation of the indicatrix is connected with a non-crystallographic branching. We suppose, that also for the solution-grown spherulites the ring-system depends on branching.