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。
一、結晶的形態
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。
二、如何控制塑料結晶呢？
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。
二、控制結晶的方法
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
物性 | 結晶性 | 非結晶性 |
比重 | 較高 | 較低 |
拉伸強度 | 較高 | 較低 |
拉伸模數 | 較高 | 較低 |
延展性或伸長率 | 較低 | 較高 |
耐沖擊性 | 較低 | 較高 |
最高使用溫度 | 較高 | 較低 |
收縮率及翹曲 | 較高 | 較低 |
流動性(MI) | 較高 | 較低 |
耐化學性 | 較高 | 較低 |
耐磨耗性 | 較高 | 較低 |
抗潛變性(Creep) | 較高 | 較低 |
硬度 | 較高 | 較低 |
透明性 | 較低 | 較高 |
加玻纖補強效果 | 較高 | 較低 |
尺寸安定性 | 較差 | 較佳 |
著色性 | 較難 | 較易 |
耐熱性 | 較高 | 較低 |
折動性 | 較佳 | 較差 |
表1：結晶性塑料與非結晶性塑料性能差異
結晶性塑料 | 非結晶性塑料 | |
常用塑料 | 聚乙烯(Polyethylene, PE) | 聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride, PVC) |
聚丙烯(Polypropylene, PP) | 丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚合物 (Acrylonitrile-Butadene-Styrene, ABS) | |
壓克力(Acrylic Resin, PMMA) | ||
常用工程塑料 | 尼龍(Polyamide, PA-6, PA-66, PA-46, PA-11, PA-12) | 聚碳酸酯(Polycarbonate, PC) |
聚對苯二甲酸乙酯(Polyethylenephthalate, PET) | ||
聚對苯二甲酸丁酯(Polybutylenephthalate, PBT) | ||
聚縮醛(Polyacetal, Polyoxy Methylene, POM) | ||
特殊工程塑料 | 聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide, PPS) | 聚醚(Polyphenylene Sulfide, PES) |
液晶(Liquid Crystal Polymer, LCP) | 聚諷(Polysulfone, PSF) | |
聚二醚酮(Polyether Ether Ketone, PEEK) | 聚芳香酯(Polyarylate, U-Polymer, PAR) | |
氟碳樹脂(Polytetrafluorcethylene, PTFE) | 聚醚醯亞胺(Polyetherimide, PEI) | |
聚氧苯甲酯(Polyoxybenzylene, POB) | 聚醯胺醯亞胺(Polyamideimide, PAI |
表2：常見塑料的結晶性
來源：高分子天空
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