1、结晶概念

聚合物按其分子链排列结构可分为结晶型和非结晶型，结晶型聚合物的分子链呈有规则的排列，而非结晶型聚合物的分子链呈不规则的无定型排列。不同形态表现出不同的工艺特性和物理机械性能。一般，结晶型聚合物比非结晶型具有较高的耐热性能和机械性能。

分子结构较简单的、对称性高的聚合物易生成结晶，例如聚乙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氯乙烯等；分子链节虽然较大，分子间的作用力很强也能生成结晶，例如聚酰胺、聚甲醛等。但如果在分子链上有很大的侧基存在时，则不易生成结晶，如聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯和有机玻璃等；分子链刚性大的聚合物也不易结晶，如聚砜、聚碳酸酯、聚苯醚等。

2、聚合物结晶度对塑料制品性能的影响

① 密度

结晶度高，说明多数分子链已排列成有序而紧密的结构。分子间作用力强，所以密度随结晶度提高而加大，例如70%结晶度的聚丙烯其密度为0.896g/cm3，当结晶度增至95%时则密度增至0.903g/cm3。

② 拉伸强度

结晶度高，拉伸强度高，例如结晶度70%的聚丙烯其拉伸强度为27.5MPa，当结晶度增至95%时，则拉伸强度可提高到42 MPa。

③ 冲击强度

冲击强度随结晶度提高而减小，例如95%结晶度聚丙烯与70%结晶度聚丙烯相比，其缺口冲击强度下降了近70%。

④ 热性能

结晶度增加有助于提高软化温度和热变形温度，如结晶度为70%的聚丙烯，热变形温度为124.9℃，结晶度95%时则为151.1℃。较高的结晶度会减少制品在模内的冷却周期。结晶度会给低温带来脆性，例如结晶度分别为55%、85%、95%的等规聚丙烯，其脆化温度分别为0℃、10℃、20℃。

⑤ 翘曲

结晶度提高会使体积减小，收缩加大。结晶型材料比非结晶材料更易翘曲，这是因为制品在模内冷却时，由于温度上的差异引起结晶度的差异，使密度不均、收缩不等，导致产生较高的内应力，而引起翘曲，并使耐应力龟裂能力降低。

⑥ 光泽度

结晶度提高会增加制品的致密性，使制品表面光洁度提高，但由于球晶的存在会引起光波的散射，而使透明度降低。

3、影响结晶度的因素

① 温度及冷却速度

结晶有一个热历程，必然与温度有关。当聚合物熔体温度高于熔融温度Tm时，大分子链的热运动显著增加，当温度达到大于分子的内聚力时，分子就难以形成有序排列而不易结晶；当温度过低时，大分子链段动能很低，甚至处于冻结状态，也不容易结晶。

所以，结晶的温度范围是在玻璃化温度Tg和熔融温度Tm之间。在高温区（接近Tm），晶核不稳定，单位时间成核数量少，而在低温区（接近Tg）自由能低，结晶时间长，结晶速度慢，不能为成核创造条件。这样，在Tm和Tg之间存在一个最高的结晶速度（Vmax）和相应的结晶温度(Tvmax)。

② 熔体应力作用

熔体应力的提高、剪切作用的加强都会加速结晶过程。这是由于应力作用会使链段沿受力方向而取向，形成有序区，容易诱导出许多晶胚，使晶核数量增加，生成结晶时间缩短，加速了结晶作用。例如，对聚丙烯考察发现：当压力增高时，不仅使结晶度提高、密度增加，而且对结晶温度也有提高作用。

通过上面的介绍，可知在注射成型中，对塑料熔体温度、模具温度及其冷却速度的控制是多么重要，因为这对塑料结晶度及其制品的内部质量将起重要影响。