結晶性塑料與非結晶性塑料

1. 結晶性塑料與非結晶性塑料的分類

根據塑料內部分子排列可將熱塑性塑料分為(半)結晶性塑料(crystalline)與非結晶性(也稱無定型/amorphous)塑料兩大類。(半)結晶性塑料內部大部分分子排列規則，而非結晶性塑料內部分子排列無規則。常見結晶性塑料和非結晶性塑料見(圖1)。

厚壁塑件的透明性可做為辦別這兩種塑料的外觀標準。一般結晶性塑料為不透明或半透明(如聚甲醛等)，非結晶性塑料為透明(如有機玻璃等)。但也有例外情況，如聚-4-甲基戊烯為結晶性塑料卻有高透明性，ABS為非結晶性塑料但卻並不透明。結晶性聚合物與非結晶聚合物的典型特點見(圖2)。

2. 結晶性塑料的形成

結晶過程的實質是大分子鏈段重排，由無序變為有序的鬆弛過程。當聚合物熔體冷卻時，熔體中的某些有序區域(鍊束)開始形成尺寸很小的晶胚，晶胚長大到某臨界尺寸時轉變為初始晶核，然後大分子鏈通過熱運動在晶核上重排而生成初期晶片，初期晶片沿晶軸方向生長後再以纖維狀生長，逐步形成初級球晶，初級球晶進一步長大成球晶。聚合物的結晶過程同金屬的結晶過程相類似，也是由晶核生成和晶球生長兩步完成。
加工成型過程中影響結晶的主要因素及影響規律見(圖3-1) (圖3-2)。

● 偏光顯微鏡觀察聚乙烯-聚丙烯結晶

結晶性聚合物的射出件中結晶分布的特點見(圖4)

塑料在成型過程中的結晶對成型後的製品性能有著直接的影響，具體影響及其原因見(圖5)。

3. 結晶性塑料模具設計及射出成型

結晶性塑料對模具設計及選擇射出機有下列要求：

1. 結晶性塑料料溫上升到成型溫度所需的熱量多，要用塑化能力大的設備。
2. 結晶性塑料冷凝時放出熱量多，需要充分冷卻。
3. 結晶性料熔融態與固態的密度差大，成型收縮率大，易產生縮孔、氣孔。
4. 結晶性塑料冷卻快，結晶度低，收縮率小，透明度高。結晶度與塑件壁厚有關。壁厚冷卻慢，結晶度高，收縮率大，物理性能好，所以結晶性塑料必須按要求控制模具溫度。
5. 結晶性塑料各向異性顯著，內應力大。脫模後未結晶的分子有繼續結晶的傾向，處於能量不平衡狀態，易發生變形、翹曲。
6. 結晶性塑料熔融溫度範圍窄，未熔粉料易注入模具或堵塞進料口。

☆ 其他參考資料及文章

● 塑膠材質大補帖-基本概念篇
https://www.lcpf.com.tw/tw/knowledge/plastic-material/003?page=1&rtnKind=plastic-material

● 結晶塑膠與非結晶塑膠的區別，都有哪些是結晶的？
http://www.ptech.com.hk/jishuzhichi/info/60.html

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