所有結晶高聚物實際上都不是完全結晶的,它包括結晶相和非晶相兩部分。結晶相在高聚物中所占的體積比或重量比通稱結晶度。高分子長鏈具有柔曲性,能在結晶相與非晶相兩相之間穿越,使得兩相間缺乏明確的介面,即使在球晶內部的片晶疊層之間,也有著排列得不規整的非晶部分。

  結晶相和非晶相各貢獻其主轉變,結晶以熔融溫度Tm為標誌,非晶以玻璃化溫度<Tg為標志,彼此之間互有影響並發生一定的關系。圖1

中分五個區域,結晶相中和非晶相中的轉變和松弛交錯在一起。

  熔融主轉變(第V區)是在升溫到某一特定溫度Tm時,結晶態轉變為熔融態並在平衡情況下進行的相變,這在熱力學上屬一級相變,是整個高分子鏈在運動。該特定溫度稱為熔融溫度,它不像低分子化合物的熔點那樣敏銳,而呈現一小段熔程,這與結晶的完整程度、晶粒大小和結晶條件有關。

  影響熔融溫度的結構因素與影響玻璃化溫度的相似,高分子鏈間力愈大或鏈本身愈僵硬,Tm值便愈高,TmTg都是主鏈的運動,Tm為整鏈的運動而Tg為長鏈段的運動。高聚物中高分子的鏈尾,共聚物中的共聚單元,具有稀釋效應,使Tm降低,一般,交聯使結晶的規整度受到破壞,能使Tm降低。

  在熔融轉變之前發生的αc松弛(圖1第 Ⅳ區)是在晶相中發生的,與預熔有關。這種松弛在單晶中比之在半晶高聚物中明顯得多,這是由分子內旋引起的鏈運動,隨著溫度的升高最終導致晶格破壞,晶體解體,成為熔體。這一轉變溫度用Tac表示。圖2

為從 T g起加熱經 T acT m的分子運動示意圖。

  非晶相中顯示固有的玻璃化轉變或α松弛(圖1的第Ⅲ區),但內耗峰的峰高和面積都比完全非晶態的低。

  結晶程度較高時,能使Tg雙重化,其高值與低值分別用Tg(U)和Tg(L)來表示,Tg(U)與Tg(L)的比值在1.1到1.3之間。Tg(U)可能是在受到結晶束縛的非晶區中發生,故較高;而Tg(L)大概是在少受或不受結晶束縛的非晶區中發生,故較低;當無結晶即處於非晶態時,Tg(L)即與通常的Tg相等。大多數高聚物的Tg/Tm=2/3。

  在溫度TTg(圖1第Ⅱ區)和TTg(圖1第Ⅰ區)區域顯現復雜的內耗譜,有的屬於非晶態內玻璃態中固有的β、γ、δ、ε等松弛,其分子運動來源見非晶高聚物的轉變和松弛;另外還有結晶缺陷中的短鏈段在低溫時的運動。

  此外,最近在有些半晶高聚物中於TTm溫區處發現瞭一個新的轉變,其溫度用Tu表示,與Tm有一定關系。聚乙烯等半晶高聚物的Tu=1.2Tm。這一轉變可能與持久結構,如難熔的晶元或近晶型、介晶型結構的受熱破壞有關。