塑料分子結(jié)構(gòu)你需要了解

塑料所表現(xiàn)的特性是由其材料的分子結(jié)構(gòu)決定的。更進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，不同塑料特性的變化源于其分子結(jié)構(gòu)的多樣性。塑料是相對(duì)分子質(zhì)量很大的高分子聚合物。為了增強(qiáng)其性能，會(huì)在聚合物中添加添加劑，例如填料和玻璃纖維、抗降解劑和穩(wěn)定劑、阻燃劑和增塑劑等。然而，塑料的基本屬性還是由聚合物本身決定的。1.聚合polymerization聚合物是大分子化合物，又稱高分子化合物。它是由多個(gè)小分子(單體)通過(guò)聚合過(guò)程所形成的高質(zhì)量的長(zhǎng)鏈條，呈現(xiàn)三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。未經(jīng)加工的聚合物常被稱作為樹(shù)脂(resins)。聚合物主要有兩種聚合方式：加成聚合(addition)和縮合聚合(condensation)。加成聚合是由含有碳-碳雙鍵的單體通過(guò)放熱加成反應(yīng)生成聚合物。值得注意的是，這個(gè)反應(yīng)過(guò)程中單體沒(méi)有損失任何原子或分子。通過(guò)加成聚合產(chǎn)生的常見(jiàn)塑料，有聚乙烯(polyethylene)、聚丙烯(polypropylene)、聚氯乙烯(polyvinylchloride)和聚苯乙烯(polystyrene)等，見(jiàn)表1。圖1是苯乙烯單體聚合成聚苯乙烯的反應(yīng)機(jī)理，從圖上我們可以觀察到，沒(méi)有原子損失。表1一些常見(jiàn)的加成聚合物圖1苯乙烯單體聚合成聚苯乙烯的反應(yīng)機(jī)相反，縮合聚合物是由具有不同官能團(tuán)(即原子團(tuán))的分子相互之間反應(yīng)形成的。反應(yīng)吸收熱量，產(chǎn)生水，或其他小分子，如甲醇。通過(guò)縮合反應(yīng)產(chǎn)生的常見(jiàn)塑料，包括聚酯(polyesters)、聚縮醛(polyacetal)、聚碳酸酯(polycarbonate)和聚酰胺(polyamides)，如圖2所示。圖2聚酰胺的縮合反應(yīng)機(jī)理加成聚合物能迅速產(chǎn)生具有很高分子量的分子鏈，其分子量往往高于縮合聚合物。比較兩種聚合物，加成聚合物由于形成的碳-碳鍵相對(duì)較強(qiáng)，導(dǎo)致其通常在化學(xué)上表現(xiàn)為惰性?？s合聚合物往往容易在高溫和潮濕環(huán)境下發(fā)生高分子水解，即高分子和水反應(yīng)而起的分解。其機(jī)制類似于縮合反應(yīng)的逆反應(yīng)。通過(guò)使用不同的原料、聚合工藝和技術(shù)，可以生產(chǎn)具有不同分子結(jié)構(gòu)的聚合物，見(jiàn)圖3。不同類型的聚合物之間的根本區(qū)別是分子結(jié)構(gòu)中不同的官能團(tuán)(原子團(tuán))的差異。這些差異導(dǎo)致性能差異，包括機(jī)械性能、耐熱性和耐化學(xué)性等。因此，根據(jù)產(chǎn)品使用要求選擇正確的塑料是很重要的。圖3聚合物官能團(tuán)(原子團(tuán))的多樣性2.分子間鍵（IntermolecularBonding）重復(fù)單體聚合成分子鏈，多條分子鏈糾纏在一起形成聚合物。分子鏈之間不是以共價(jià)鍵連接在一起，而是依靠分子間的作用力，如范德華力、氫鍵和偶極相互作用，從而結(jié)合在一起。類似于意大利面的結(jié)構(gòu)，如圖4。圖4分子鏈由大量重復(fù)單元組成并糾纏3.分子量（MolecularWeight）通過(guò)聚合反應(yīng)，產(chǎn)生了具有相對(duì)較高分子量的大分子材料。聚合物的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)是其分子量。分子量是組成分子的原子的原子量之和。例如，聚乙烯(polyethylene)分子量的計(jì)算，是將重復(fù)單體—乙烯官能團(tuán)分子量乘以組成鏈的單位數(shù)。因此，如圖5所示，聚乙烯分子量是28n，28是2個(gè)碳原子和4個(gè)氫原子原子量之和，n是重復(fù)的單位數(shù)。大多數(shù)商用聚合物的平均分子量在10,000到500,000之間。圖5聚乙烯的化學(xué)結(jié)構(gòu)分子鏈越長(zhǎng)導(dǎo)致分子量越大，從而有助于材料分子之間更大程度的糾纏連接。這有著重要意義，因?yàn)橥环N材料分子量越大，其產(chǎn)生的塑料將具有更好的機(jī)械、耐熱和耐化學(xué)性能。但是需要注意的是，聚合過(guò)程是一種化學(xué)反應(yīng)，雖然小心控制其過(guò)程，但仍會(huì)有一些變化。這導(dǎo)致聚合物的多分散性(polydispersity)，以及分子鏈長(zhǎng)度不等。因此，商用塑料的分子量不是一個(gè)固定數(shù)值，是一個(gè)具有分布數(shù)值。簡(jiǎn)單的說(shuō)，分子量的分布特征代表了組成這個(gè)材料的不同分子量的組合。分子量分布特征不能簡(jiǎn)單的與材料性能進(jìn)行關(guān)聯(lián)。例如，比較兩種具有不同分子量分布的相似材料，一般情況下，分子量分布較寬的材料會(huì)表現(xiàn)出更好的延展性和抗沖擊性能，但會(huì)表現(xiàn)出較低的強(qiáng)度和剛度。聚合物因其分子量大和長(zhǎng)鏈糾纏結(jié)構(gòu)，缺乏像金屬材料的分子之間的化學(xué)鍵連接，所以表現(xiàn)出粘彈性。粘彈性是材料在變形過(guò)程中同時(shí)表現(xiàn)出粘性和彈性的特性。粘性材料如蜂蜜，施加應(yīng)力時(shí)會(huì)產(chǎn)生剪切流動(dòng)，應(yīng)變隨時(shí)間線性增加。彈性材料如鋼棒，在應(yīng)力作用下變形，但在應(yīng)力消除后迅速恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。粘彈性材料同時(shí)具有這兩種性質(zhì)，并且應(yīng)變（變形）與時(shí)間相關(guān)。影響塑料粘彈性的主要因素有三個(gè)：溫度、應(yīng)變率和時(shí)間。換句話說(shuō)，塑料對(duì)溫度、應(yīng)變率和時(shí)間敏感。溫度是影響最為明顯的因素。塑料在相對(duì)較小的溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)出穩(wěn)定的物理性能。但隨著溫度的升高，聚合物分子鏈被進(jìn)一步分離，鏈之間產(chǎn)生滑動(dòng)，導(dǎo)致物理性能產(chǎn)生較大變化。應(yīng)變率與施加的載荷速度相關(guān)。當(dāng)應(yīng)變率增加，分子鏈沒(méi)有足夠的時(shí)間經(jīng)歷塑性屈服過(guò)程。而是通過(guò)一種越來(lái)越脆的機(jī)制來(lái)分解。這就是為什么塑料在中度應(yīng)變率下，更容易發(fā)生沖擊破壞，而不是過(guò)載失效。聚合物固有的粘彈性，使得分子鏈在外加應(yīng)力下產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，且與時(shí)間相關(guān)。由于分子鏈的移動(dòng)性，塑料材料表現(xiàn)出長(zhǎng)期和短期性能的差異。這意味著塑料的性能，如強(qiáng)度和延展性，不是靜態(tài)的，而是會(huì)隨著時(shí)間的推移而降低。這往往導(dǎo)致塑料的蠕變和應(yīng)力松弛。聚合物的分子結(jié)構(gòu)塑料是以高分子合成樹(shù)脂為基本原料，加入一定量的添加劑而組成，在一定的溫度壓力下可塑制成具有一定結(jié)構(gòu)形狀，能在常溫下保持其形狀不變的材料。合成樹(shù)脂是由一種或幾種簡(jiǎn)單化合物通過(guò)聚合反應(yīng)而生成的一種高分子化合物，也叫聚合物，這些簡(jiǎn)單的化合物也叫單體。塑料的主要成分是樹(shù)脂，而樹(shù)脂又是一種聚合物，所以分析塑料的分子結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上是分析聚合物的分子結(jié)構(gòu)。一、聚合物的高分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)低分子所含原子數(shù)都很少，而一個(gè)高分子中含有幾千個(gè)、幾萬(wàn)個(gè)、甚至幾百萬(wàn)個(gè)原子。(2)從相對(duì)分子質(zhì)量來(lái)看，如水的相對(duì)分子質(zhì)量為18，石灰石為100，酒精為46，蔗糖為324，這些低分子化合物其相對(duì)分子質(zhì)量只有幾十或幾百，而高分子化合物的分子量比低分子高得多，一般可自幾萬(wàn)至幾十萬(wàn)、幾百萬(wàn)甚至上千萬(wàn)。例如尼龍分子的分子量為二萬(wàn)三千左右，天然橡膠的為四十萬(wàn)。(3)從分子長(zhǎng)度來(lái)看，例如低分子乙烯的長(zhǎng)度約為0.0005μm，而高分子聚乙烯的長(zhǎng)度則為6.8μm，后者是前者的13600倍。二、聚合物分子鏈結(jié)構(gòu)示意圖（c）如果聚合物的分子鏈呈不規(guī)則的線狀(或者團(tuán)狀)，聚合物是-根根的分子鏈組成的，則稱為線型聚合物，如圖a所示。如果在大分子的鏈之間還有一些短鏈把它們連接起來(lái)，成為立體結(jié)構(gòu)，則稱為體型聚合物，如圖c所示。此外，還有一些聚合物的大分子主鏈_上帶有一些或長(zhǎng)或短的小支鏈，整個(gè)分子鏈呈枝狀，如圖b所示，稱為帶有支鏈的.線型聚合物。三、聚合物的性質(zhì)聚合物的分子結(jié)構(gòu)不同，其性質(zhì)也不同。(1)線性聚合物的物理特性為具有彈性和塑性，在適當(dāng)?shù)娜軇┲锌扇芙?，?dāng)溫度升高時(shí)，則軟化至熔化狀態(tài)而流動(dòng)，可以反復(fù)成型，這樣的聚合物具有熱塑性。(2)體型聚合物的物理特性是脆性大、彈性較高和塑性很低，成型前是可溶和可熔的，而一經(jīng)硬化成型(化學(xué)交聯(lián)反應(yīng))后，就成為不溶不熔的固體，即便在更高的溫度下(甚至被燒焦碳化)也不會(huì)軟化，因此，又稱這種材料具有熱固性。4.結(jié)晶/非結(jié)晶結(jié)構(gòu)Crystalline/AmorphousStructure(1)結(jié)晶型聚合物結(jié)晶型聚合物由“晶區(qū)”(分子作有規(guī)則緊密排列的區(qū)域)和“非晶區(qū)”(分子處于無(wú)序狀態(tài)的區(qū)域)所組成，如圖所示。晶區(qū)所占的重量百分?jǐn)?shù)稱為結(jié)晶度，例如低壓聚乙烯在室溫時(shí)的結(jié)晶度為85%~90%。通常聚合物的分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主鏈.上帶有的側(cè)基體積小、對(duì)稱性高，分子間作用力大，則有利于結(jié)晶;反之，則對(duì)結(jié)晶不利或不能形成結(jié)晶區(qū)。結(jié)晶只發(fā)生在線性聚合物和含交聯(lián)不多的體型聚合物中。結(jié)晶對(duì)聚合物的性能有較大影響。由于結(jié)晶造成了分子緊密聚集狀態(tài)，增強(qiáng)了分子間的作用力，所以使聚合物的強(qiáng)度、硬度、剛度及熔點(diǎn)、耐熱性和耐化學(xué)性等性能有所提高，但與鏈運(yùn)動(dòng)有關(guān)的性能如彈性、伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度等則有所降低。(2)非結(jié)晶型聚合物對(duì)于非結(jié)晶聚合物的結(jié)構(gòu)，過(guò)去一直認(rèn)為其分子排列是雜亂無(wú)章的、相互穿插交纏的。但在電子顯微鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)無(wú)定形聚合物的質(zhì)點(diǎn)排列不是完全無(wú)序的，而是大距離范圍內(nèi)無(wú)序，小距離范圍內(nèi)有序，即"遠(yuǎn)程無(wú)序，進(jìn)程有序"。體型聚合物由于分子鏈間存在大量交聯(lián)，分子鏈難以作有序排列，所以絕大部分是無(wú)定形聚合物。聚合物另一個(gè)基本特征是其分子結(jié)構(gòu)的組織形式。廣義上，熱塑性塑料可分為半結(jié)晶或非結(jié)晶（或者叫做無(wú)定形）。了解分子結(jié)構(gòu)的含義，特別是結(jié)晶度是很重要的。因?yàn)樗绊懼牧系倪x擇，零件的設(shè)計(jì)和加工，以及最終產(chǎn)品的性能。大多數(shù)非聚合材料在從高溫冷卻到凝固點(diǎn)時(shí)形成晶體。例如水，當(dāng)水冷卻到0℃，液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)形成晶體。晶體結(jié)構(gòu)代表了分子有規(guī)則、有序的排列，并產(chǎn)生獨(dú)特的幾何圖案。然而，聚合物由于分子尺寸相當(dāng)大，并有一定的粘度，導(dǎo)致其結(jié)晶能力有限，或者無(wú)法結(jié)晶。對(duì)于部分結(jié)晶同時(shí)還含有非結(jié)晶的聚合物，被定義為半結(jié)晶。對(duì)于不能大量結(jié)晶的聚合物被定義為無(wú)定形。見(jiàn)圖6。圖6半結(jié)晶和無(wú)定形聚合物無(wú)定形聚合物具有無(wú)條理并且松散的結(jié)構(gòu)。半結(jié)晶聚合物則具有規(guī)則圖案的結(jié)構(gòu)，并以無(wú)定形區(qū)域?yàn)榻?。雖然可以通過(guò)使用添加劑進(jìn)行一些改性，但聚合物是半結(jié)晶還是無(wú)定形，取決于它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)，包括聚合物分子鏈長(zhǎng)度和官能團(tuán)（原子團(tuán)）。晶體有序排列的分子結(jié)構(gòu)，使得其在達(dá)到足夠的溫度時(shí)熔化。因此，半結(jié)晶聚合物，例如聚乙烯(polyethylene)、聚縮醛(polyacetal)和尼龍(nylon)，有一個(gè)明顯從固體轉(zhuǎn)變成液體的過(guò)程，即有一個(gè)熔點(diǎn)(Tm注意熔點(diǎn)這一術(shù)語(yǔ)適用于結(jié)晶狀物質(zhì))。無(wú)定形聚合物，例如聚苯乙烯(polystyrene)和聚碳酸酯(polycarbonate)，不會(huì)真正熔化(沒(méi)有熔點(diǎn))，但是被加熱到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)以上時(shí)會(huì)軟化。圖7半結(jié)晶和無(wú)定形HeatFlow曲線半結(jié)晶和無(wú)定形聚合物的分子排列差異，影響了材料的力學(xué)性能。一般來(lái)說(shuō)，無(wú)定形塑料在小于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度下，模量比較穩(wěn)定。然而，當(dāng)接近Tg時(shí)模量會(huì)急劇下降。相反，半結(jié)晶在低溫下表現(xiàn)模量的穩(wěn)定性，但是從玻璃化轉(zhuǎn)變溫度到熔點(diǎn)之間，模量線性穩(wěn)定下降。如圖8。圖8半結(jié)晶和無(wú)定形模量特性變化曲線因?yàn)榫酆衔锞哂姓硰椥缘奶攸c(diǎn)，所以時(shí)間和溫度對(duì)高分子材料的影響是相同的。正因?yàn)槿绱?，材料特性隨時(shí)間的變化函數(shù)，可以從材料隨溫度變化的穩(wěn)定性來(lái)推斷。聚合物的性能除了與時(shí)間和溫度相關(guān)外，還取決于其半結(jié)晶/無(wú)定形的結(jié)構(gòu)。一些常用特性見(jiàn)表2。表2塑料已經(jīng)并將繼續(xù)用于越來(lái)越多樣化和要求越來(lái)越高的應(yīng)用中?？紤]到產(chǎn)品失效成本，根據(jù)產(chǎn)品使用要求，選擇正確的塑料顯得非常重要。由于基礎(chǔ)聚合物決定了塑料的許多關(guān)鍵性能，因此理解聚合物分子結(jié)構(gòu)與性能之間的相關(guān)性至關(guān)重要。另外再說(shuō)一下結(jié)晶原理以及結(jié)晶對(duì)性能的影響。一、晶體的種類由于塑料中大分子鏈的自身特點(diǎn)，導(dǎo)致塑料的晶體種類很多，每種不同的晶種種類稱為晶型。常見(jiàn)的塑料晶型有：?jiǎn)尉?、球晶、伸直鏈晶及串晶等。在每一種晶型中，又可以包含不同種晶系。塑料可以有六種晶系，具體品種有六方、四方、三方、正交、單斜和三斜等。不同塑料可以含有不同種類的晶系，如聚乙烯以正交晶系為主，聚丙烯以單斜晶系為主，結(jié)晶型聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯屬三斜晶系，聚甲醛屬三方晶系。決定塑料結(jié)晶能力的因素主要有以下幾種。①大分子鏈的對(duì)稱性。塑料內(nèi)大分子鏈的對(duì)稱性越高，越容易結(jié)晶。如PE和PTFE,主鏈全是碳原子的,側(cè)鏈也全部對(duì)稱排列，因而結(jié)晶能力高。②大分子鏈的柔順性。大分子鏈越柔順，連段越容易向結(jié)晶表面擴(kuò)散和排列，如PE的鏈柔順性好，結(jié)晶能力高，而主鏈含有苯環(huán)的聚合物如PC，PET等，鏈柔順性差，結(jié)晶能力弱。③大分子鏈的側(cè)基。大分子鏈的側(cè)基體積越大結(jié)晶能力越弱，如含有苯環(huán)的PS，幾乎結(jié)晶能力。④大分子鏈之間的作用力。大分子間的作用力越大，越能影響分子鏈的結(jié)晶能力。分子間有氫鍵時(shí)則有利于結(jié)晶。⑤分子鏈的交聯(lián)，大分子交聯(lián)后，分子的運(yùn)動(dòng)能力受阻，限制了分子鏈的活性，因而影響分子鏈的結(jié)晶能力。⑥分子量，分子量越低，越有利于結(jié)晶。二、塑料的結(jié)晶原理塑料的結(jié)晶包括兩個(gè)基本步驟，即晶核的形成和晶粒的生長(zhǎng)。這就像排隊(duì)一樣，首先確定好排頭（晶核），然后其它人以排頭為基準(zhǔn)而形成一列（晶粒）。只有形成晶核，才可以有晶粒的生長(zhǎng)；但有了晶核，晶粒也不一定生長(zhǎng)，因而晶核是晶體形成的充要條件。球晶生長(zhǎng)的過(guò)程圖晶核的形成可分為均相成核和異相成核兩種。均相成核是由熔體中高分子鏈段靠熱運(yùn)動(dòng)形成有序排列的鏈?zhǔn)鵀榫Ш?。異相成核則以外來(lái)添加成核劑、雜質(zhì)及未完全熔融的殘余晶核或容器壁為中心，吸附熔體中高分子鏈做有序排列而形成晶核。溫度對(duì)晶核的影響成核過(guò)程對(duì)溫度的依賴性很大，溫度對(duì)不同成核方式的影響不同。異相成核可在較高溫度下發(fā)生；而均相成核只有在稍低溫度下才可發(fā)生，因?yàn)闇囟忍?，大分子鏈運(yùn)動(dòng)過(guò)于激烈，晶核不易形成或生成的晶核不穩(wěn)定。晶粒的增長(zhǎng)為大分子鏈向已形成的晶核運(yùn)動(dòng)，而在晶核周圍形成有規(guī)律的有序排列。溫度越高，大分子鏈越易運(yùn)動(dòng)，越有利于晶粒的增長(zhǎng)。在晶核形成和晶粒增長(zhǎng)兩個(gè)過(guò)程中，溫度對(duì)結(jié)晶過(guò)程的影響為：在Tg與Tm之間，溫度對(duì)結(jié)晶速率的影響為一拋物線變化。以均相成核為例，溫度對(duì)結(jié)晶的影響如下圖所示，既存在一個(gè)最佳結(jié)晶溫度，此時(shí)的結(jié)晶速率最大。結(jié)晶速度與溫度關(guān)系圖分析塑料結(jié)晶過(guò)程與溫度的關(guān)系由上圖可知，可以將溫度劃分為五個(gè)區(qū)域，不同區(qū)域?qū)Y(jié)晶速率的影響如下：在Ⅰ區(qū)，雖然有晶核存在，但溫度處在于Tg以下，鏈段不運(yùn)動(dòng)，因而無(wú)法結(jié)晶，結(jié)晶速度為零。在Ⅱ區(qū)，在大量晶核存在下，隨溫度高于Tg不斷升高，鏈段運(yùn)動(dòng)加快,結(jié)晶速率不斷增大。在Ⅲ區(qū)，成核速度很大，隨溫度升高鏈段可自由運(yùn)動(dòng)，晶粒增長(zhǎng)速度也增大，兩者相結(jié)合使結(jié)晶速率達(dá)到最大速度。在Ⅳ區(qū)，雖然鏈段運(yùn)動(dòng)加快，有利于晶粒的生長(zhǎng)，但因鏈段的自由運(yùn)動(dòng)速度過(guò)快，反而使成核速率下降。因而在Ⅳ區(qū)，隨溫度升高，結(jié)晶速率反而下降。在Ⅴ區(qū)，隨溫度進(jìn)一步升高，自由而快速的運(yùn)動(dòng)鏈段雖有利于晶粒的生長(zhǎng)，但此時(shí)晶核形成速率幾乎為零，因而使整個(gè)結(jié)晶速率為零。所以在Tg--Tm之間存在一個(gè)最佳結(jié)晶溫度區(qū)域，在此區(qū)域停留時(shí)間越長(zhǎng)，則結(jié)晶度會(huì)越大；如在此區(qū)內(nèi)停留時(shí)間較短，則結(jié)晶度會(huì)減少。掌握這個(gè)原理，為我們有目的的控制塑料制品的結(jié)晶度提供了具體的指導(dǎo)。三、結(jié)晶對(duì)材料性能的影響（一）力學(xué)性能塑料的模量、剛性及硬度都隨結(jié)晶度升高而增大，耐蠕變及應(yīng)力松弛也會(huì)隨結(jié)晶度升高有所改善。結(jié)晶對(duì)拉伸強(qiáng)度的影響比較復(fù)雜，在Tg以下，塑料的拉伸強(qiáng)度隨結(jié)晶度升高而下降；在Tg以上，塑料的拉伸強(qiáng)度隨結(jié)晶度升高而增大。如果塑料能形成伸直鏈晶或串晶，其拉伸強(qiáng)度增大量將十分可觀，幾乎接近其理論計(jì)算強(qiáng)度。用結(jié)晶的方法提高拉伸強(qiáng)度一般稱為塑料的自增強(qiáng)，這是塑料改性方面一個(gè)十分誘人的領(lǐng)域。自增強(qiáng)具有成本低、效果好且又不影響塑料其它性能。隨結(jié)晶度升高，塑料的沖擊強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率等有所下降。但當(dāng)球晶尺寸減小，即結(jié)晶尺寸變細(xì)或以β晶型為主時(shí)，對(duì)塑料制品的沖擊性能影響小或反而稍有提高。結(jié)晶度對(duì)PE性能的影響結(jié)晶度對(duì)PE密度的影響圖（二）光學(xué)性能塑料的結(jié)晶對(duì)其光學(xué)性能影響很大，主要的影響是塑料的透明性。結(jié)晶使晶區(qū)與非晶區(qū)之間折光指數(shù)差異增大，容易在界面上發(fā)生折射和反射，從而使透光率下降；所以非晶聚合物大都透明，如PS、PMMA、PC等；而結(jié)晶聚合物，如PA等都不透明。PP介于透明與不透咀之間，屬于半透明，而其透明程度可通過(guò)結(jié)晶控制，降低結(jié)晶度，可使其透明性大幅度增加。另外，如果采取減小晶區(qū)與非晶區(qū)之間的密度差和減小結(jié)晶尺寸等辦法，可以降低結(jié)晶對(duì)塑料透明性的影響。以聚4甲基戊烯為例，它的分子鏈側(cè)基較大，晶區(qū)與非晶區(qū)密度相差較小，因而雖然結(jié)晶度較大但卻有優(yōu)異的透明性。再如，在PP中加入成核劑，可以大幅度降低其球晶尺寸，得到含小球晶的PP制品，從而使透明性得到改善。（三）熱學(xué)性能塑料的結(jié)晶可提高其熱變形溫度，從而提高塑料的使用溫度。在塑料不結(jié)晶或低結(jié)晶度時(shí)，塑料的使用溫度為玻璃化溫度；當(dāng)塑料的結(jié)晶度達(dá)到40%以上后，最高使用溫度可達(dá)到塑料的結(jié)晶熔點(diǎn)附近。（四）相對(duì)密度結(jié)晶可以使塑料制品的內(nèi)部排列更加密實(shí)，從而使相對(duì)密度獲得不同程度的提高，如下圖：（五）阻隔能力由于晶區(qū)中分子堆積緊密有序而使密實(shí)度增加，從而可有效阻隔小分子氣體、液體的透過(guò)，提高塑料制品的阻隔能力。四、控制塑料結(jié)晶的方法控制塑料結(jié)晶有兩方面含義：一方面是控制結(jié)晶度的大小，另一方面為控制結(jié)晶質(zhì)量，這兩方面都會(huì)對(duì)塑料性能產(chǎn)生很大影響。以PP為例，在同一結(jié)晶度下，如果其制品中含有粗大的球晶，則其韌性不好；如果含有β晶型的小球晶，則韌性好。常用幾種可控制結(jié)晶的方法有以下幾種。（一）溫度控制法①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(zhǎng)點(diǎn)，即可以提高結(jié)晶度，又可以使晶體尺寸減小。所以在具體加工過(guò)程中，在保證塑化成型前提下，熔融溫度稍低一點(diǎn)，對(duì)結(jié)晶有利。②冷卻溫度:冷卻溫度對(duì)結(jié)晶度及結(jié)晶質(zhì)量影響最大，是控制結(jié)晶的最有效方法。緩慢冷卻，可使塑料在結(jié)晶區(qū)內(nèi)停留時(shí)間加長(zhǎng)，從而使結(jié)晶度升高，但緩慢冷卻卻容易產(chǎn)生粗大的球晶，對(duì)韌