[塑膠知識] 結晶性和非結晶性塑料

#Crystallinity 結晶性

表示高分子中 crystalline region 和 amorphous content 的比例，它影響高分子的性質包括 Hardness，Modulus，Tensile，Stiffness，Crease，Melting Point。

上圖左邊是amorphous和crystalline的比較，amorphous排列鬆散，crystalline則是很整齊..
上圖右邊是三種熱塑性塑料，根據結晶度的不同，可以分為不定形（amorphous）聚合物、半結晶（semi-crystalline）聚合物和結晶（liquid crystalline）聚合物。

上圖表示"兩相結構模型" (2 phase model)，此模型表示高分子只能部份結晶，含有 crystalline及amorphous區，排列的很整齊的是 crystalline region，其他的部份則是 amorphous region。

#DIFFERENTIAL SCANNING CALORIMETRY (DSC , 調幅式示差熱分析儀)
可以用來測量分子的結晶度，以定溫速率下加熱或冷卻，或恆溫測定期熱焓量的變化，以能量差的函數型式連續記錄。利用熱分析圖譜的吸熱或放熱帶，推測樣品性質。
下圖為寶特瓶樣品的DSC

#半結晶性塑膠 / 非結晶性塑膠

結晶性對塑膠性質的影響

1.光學性質
"結晶性高"感覺應該比較透明，因為看到"晶"這個字就讓人有水亮亮的感覺，但是其實結晶性高的塑膠因為排列較整齊，光的折射率較大，反而呈現不透明或是半透明的外觀。而非結晶性的材料，光透率反而較高。
例如我們最常利用其光學特性的材料"PMMA(壓克力)"以及"PC"都是非結晶性的材料。

測量透明度的方法是 ASTM D1003，原理是把樣品放在白旘光源下，看有多少比例的光線能通過樣品 (對照組為沒有擺樣品時的的光線量)，測出來的值稱 Transmittance， Opacity = 1 / Transmittance， Optical Density = Common Logarithm (Opacity)。



全光線透光率%
===========================
玻璃------91
LDPE-----57
HDPE-----40
PS--------92
HIPS-----75
AS--------88
PP--------90
PC--------91
PMMA----92

2.機械性質

結晶性高
-> 密度高
-> 低溫下易脆
-> 耐衝擊性較低