眾所周知，塑料的組成是由許多線狀、細長之高分子化合物組成的集合體。依分子成正規排列的程度，稱為結晶化程度（結晶度），而結晶化程度可用x線的反射來量測。

a、結晶性塑料有明顯熔點(Tm)，固體時分子呈規則排列，強度較強，拉力也較強。熔解時比容積變化大，固化后較易收縮，內應力不易釋放出來，成品不透明，成形中散熱慢，冷模生產之日后收縮較大，熱模生產之日后收縮較小。

b、另有一種為非結晶性塑料，其無明顯熔點，固體時分子呈不規則排列，熔解時比容積變化不大，固化后不易收縮，成品透明性佳，料溫越高色澤越黃，成形中散熱快。

可能會有朋友會問晶體啥樣子啊？怎么控制塑料結晶呢？

先來看一下塑料結晶后球晶的圖像：

高分子人應該看到圖就感到親切，有人曾經在實驗室奮斗幾個小時才看到這個圖像。

控制塑料結晶有兩方面含義：一方面是控制結晶度的大小，一方面為控制結晶質量，這兩方面都會對塑料性能產生很大影響。

聚合物的結晶度愈高，熔融溫度和耐熱性也增高，彈性模量、硬度、拉伸、彎曲等強度皆提高，韌性下降。

以PP（聚丙烯）為例，在同一結晶度下，如果其制品中含有粗大的球晶，其制品透光性差，外觀缺乏美感；球晶之間有明顯的界面，在界面處易產生應力集中，則其韌性不好，而對剛性及硬度有利；微晶的數目增多，球晶數目減少，晶體尺寸變細，從而改善其物理性能，改善光澤和增加透明度

球晶結構的顯微圖

如果含有β晶型的小球晶，則韌性好，改善沖擊強度、屈服強度。而拉伸形成的串晶，從而可以改善其制品韌性，并大幅度提高拉伸強度、光澤度、硬度、阻隔能力等性能。

常用幾種可控制結晶的方法有以下幾種：

1.溫度控制法

a、熔融溫度熔融溫度越低，越有利于均相成核的晶核形成，增加晶體生長點，即可以提高結晶度，又可以使晶體尺寸減小。所以在具體加工過程中在保證塑化成型前提下，熔融溫度稍低一點，對結晶有利。

b、冷卻溫度冷卻溫度對結晶度及結晶質量影響最大，是控制結晶的最有效方緩慢冷卻，可使塑料在結晶區內停留時間加長，從而使結晶度升高，但緩慢冷卻卻容易產生粗大的球晶，對韌性不利而對剛性及硬度有利。

快速冷卻，一方面使塑料迅速經過結晶區域，從而降低結晶度；另一方而由于晶體生長時間短，也使結晶尺寸變細，有利于透明性及韌性的改善。

在實際應用中，采取緩冷還是快冷，視產品性能需要而定。如果要求產品的透明度高，則需快速冷卻；如果要求產品剛性及硬度高，則需緩慢冷卻。

2.成核劑控制法

成核劑的加入主要是促進異相成核，增加晶體生長點，使結晶度提高，并使晶體顆粒變細、從而改善沖擊強度、屈服強度及光澤等。回復“成核劑”查看更多成核劑

成核劑有無機類、有機類及高分子三類：

a、無機成核劑無機成核劑以滑石粉為主，同時包括：CaCO3、云母、無機顏料等。這類成核劑對塑料透明性有影響，因而應限制其在透明制品中的用量。

b、有機成核劑有機成核劑主要有：鈉、鎂、鋁、鈦等金屬芳香羧酸鹽，有機磷酸鹽、山梨酵糖類等。

c、有機高分子成核劑有機高分子成核劑為一些高熔點的聚合物，如乙烯基環烷烴可只于PP等。

值得注意的是，近來發現，成核劑不僅可以使晶體尺寸變細，還可以決定具體的晶型種類。以PP為例，在其制品成型過程中加入的β型成核劑，可以促進口品列的生成，最高可使β晶型含量達到85％"95％。常用的β型成核劑有：喹叮啶酮染料、水久紅E3B、DACP（有機羧酸鹽與金屬鹽復合成核劑)等。

3.拉伸控制法

對已經結晶的塑料薄膜及片材類制品進行拉伸，可以使晶體破碎而形成尺寸細小的晶體，并沿拉伸方向形成串晶，從而可以改善其制品韌性，并大幅度提高拉伸強度、光澤度、硬度、阻隔能力等性能。拉伸方法即可以改變塑料結晶質量，也可以提高其結晶度。

4.熱處理控制法

熱處理一方面可進一步促進結晶而增大結晶度；另一方面可完善結晶質量，使匆忙結晶而留下的結晶缺陷得到充分的修補。

熱處理還可使結晶內的不同品型發生互相轉化。如對含有β晶型的PP制品，在熔點以上進行熱處理會全部熔解，再結晶時，將轉化為α晶型，而擬六方晶型在70C以上熱處理即可以轉變成α晶型。

以PA6為例，（回復“尼龍”來學習尼龍的產業鏈）對其制品進行熱處理后，其各種性能變化如下：

a、拉伸強度在熱處理溫度為120"180℃及保溫時間為10"120min時，拉伸強度隨處理溫度的提高及保溫時間的延長而提高，最大變化幅度可達到10％左右。

b、沖擊強度在保溫時間4h、處理溫度從120℃提高到140℃時，沖擊強度下降近60％。但溫度超過140℃后，下降則平穩。在溫度為180時，保溫時間從10min延長到30min時，沖擊強度也下降60％。保溫時間超過30min后，下降則平緩。

c、硬度在一定范圍內，隨熱處理溫度升高及保壓時間延長，硬度有所緩慢提高，提高幅度最高可達10％左右。

d、、結晶度熱處理可以促進二次結晶，因而可提高結晶度。在保溫4h前提下隨熱處理溫度升高，結晶度不斷升高；開始稍快一些，超過140℃后，稍緩一些。在熱處理溫度為180℃前提下，隨保溫時間延長，開始結晶度不變；但保溫時超過120min后，結晶度迅速增大。

附：結晶塑料和非結晶塑料的物性差別和常見塑料的結晶性能

表1：結晶性塑料與非結晶性塑料性能差異

表2：常見塑料的結晶性

來源：高分子天空

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