Кристаллический полимер

Кристаллический полимер - это полимер, в котором значительная часть молекулярных цепей уложена упорядоченно, образуя области строгого порядка - кристаллиты. На практике такие полимеры правильнее называть частично кристаллическими, поскольку наряду с упорядоченными участками в них всегда есть и беспорядочные, аморфные области.

В отличие от хаотично переплетённых цепей аморфного полимера, здесь участки цепей складываются в регулярные структуры, словно аккуратно сложенная ткань. Эти упорядоченные области придают материалу особые свойства, отличающие его от аморфных собратьев.

Наличие кристаллических областей делает такие полимеры обычно непрозрачными или полупрозрачными. Свет рассеивается на границах между упорядоченными и беспорядочными участками, поэтому материал выглядит молочным или матовым, а не прозрачным, как стекло.

Типичные кристаллические полимеры - полиэтилен, полипропилен, полиамиды, полиоксиметилен, полиэтилентерефталат. Все они широко применяются как конструкционные и упаковочные материалы там, где нужны прочность и химическая стойкость, а не прозрачность.

Важное отличие - наличие достаточно чёткой температуры плавления. При нагреве кристаллические области разрушаются в узком интервале температур, и материал резко переходит из твёрдого состояния в расплав. Это поведение учитывают при переработке, точно выдерживая температурный режим.

Кристаллические полимеры обычно прочнее, твёрже и устойчивее к растворителям, чем аморфные. Упорядоченная упаковка цепей затрудняет проникновение агрессивных веществ и придаёт материалу жёсткость, поэтому из таких полимеров делают ответственные детали, трубы, ёмкости.

Степень кристалличности зависит от строения полимера и от условий охлаждения при переработке. Медленное охлаждение даёт больше кристаллов и более жёсткий материал, быстрое - меньше. Управляя этим, технологи влияют на свойства готового изделия.

При застывании кристаллических полимеров происходит заметная усадка, поскольку упорядоченная упаковка плотнее беспорядочной. Это нужно учитывать при проектировании форм и точных деталей, закладывая поправку на изменение размеров при охлаждении.

Понимание различий между кристаллическими и аморфными полимерами - основа грамотного подбора материала. Кристаллические выбирают за прочность и стойкость, аморфные - за прозрачность и точность. Многие свойства пластика становятся понятны, если знать, к какому из этих типов он относится.