Opis książki:
Monografia przedstawia sformułowanie kinetycznej teorii nukleacji krystalizacji w układach cząsteczek orientowalnych na podstawie oryginalnych opracowań tego zagadnienia w Pracowni Fizyki Polimerów IPPT PAN tworzących cykl pozwalający na całościowe ujęcie tematu. Znaczenie tematu monografii wynika z potrzeby sformułowania kinetycznej teorii zarodkowania krystalizacji do opisu kształtowania się struktury w zewnętrznych polach orientujących. W szczególności dotyczy to kształtowania zorientowanej struktury molekularnej w polimerach w polach mechanicznych, hydrodynamicznych, elektrycznych, magnetycznych, z krystalizacją zachodzącą w warunkach orientacji molekularnej. Klasyczne teorie nukleacji nie dają podstaw do takiego zastosowania ponieważ nie uwzględniają efektów asymetrii molekularnej oraz orientacji elementów kinetycznych biorących udział w procesie. Przykładem jest formowanie włókien metodą rozciągania stopionego polimeru, przędzenie nano-włókien metodą aerodynamiczną, czy elektroprzędzenia, gdzie orientacja molekularna przyspiesza nukleację o kilka rzędów wielkości i powoduje powstawanie silnie zorientowanej struktury polikrystalicznej. Znaczenie orientacji molekularnej w kinetyce nukleacji i powstawaniu tekstury w polimerach wynika z długich czasów relaksacji, porównywalnych z czasami procesów technologicznych.
Podstawowym elementem teorii jest kąt tolerancji, który określa zakres wzajemnych orientacji elementów asymetrycznych umożliwiających ich agregację w zderzeniach termicznych. Wprowadzenie asymetrii molekularnej, kąta tolerancji oraz orientowalności cząsteczek otwiera szereg nowych zagadnień kinetycznej teorii nukleacji. Przedstawiono znaczenie głównych mechanizmów kontrolujących kinetykę nukleacji oraz podstawy modelu nukleacji w układach asymetrycznych elementów kinetycznych z zastosowaniem mechanizmu fluktuacyjnego. Sformułowano teorię kinetyczną procesu pozwalającą na zastosowanie jej do opisu kształtowania się zorientowanej struktury polikrystalicznej w polach orientujących.
W stosunku do teorii klasycznej procesu przestrzeń konfiguracyjna rozszerzona jest o przestrzeń kątów orientacji, a konsekwencją ograniczonego kąta tolerancji w procesie agregacji są efekty dyfuzji rotacyjnej elementów kinetycznych w nukleacji. Określono potencjały termodynamiczne, stałe kinetyczne z efektami dyfuzji rotacyjnej oraz strumienie nukleacji stacjonarnej, a także charakterystyki termodynamiczne i kinetyczne procesu w polach orientujących oraz efekty niestacjonarności orientacji molekularnej. Przedstawiono zastosowania teorii w opisie kinetyki nukleacji w polu elektrycznym oraz w warunkach zmiennej orientacji molekularnej w przypadku polimerów.