결정성 플라스틱과 비결정성 플라스틱의 비교

결정성 플라스틱(Crystalline Plastics)은 고분자 결정이라고도 불리며, 분자가 규칙적으로 배열된 플라스틱입니다. 결정도는 결정 부분이 차지하는 비율을 의미하며, 결정성 플라스틱의 결정도는 일반적으로 10%에서 80% 사이입니다. 따라서 결정성 플라스틱은 흔히 반결정성 플라스틱이라고도 합니다. 여기서 말하는 결정성 플라스틱은 이러한 결정성 및 반결정성 플라스틱을 통칭합니다.
결정성 플라스틱은 높은 규칙성을 가진 결정 격자 구조로 인해 높은 경도, 강성, 인장 강도를 지니고 있습니다. 이러한 플라스틱은 일반적으로 투명하지 않으며, 예로는 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리아미드(PA) 등이 있습니다.
결정성 플라스틱의 융점은 보통 매우 높아 원하는 형태로 가공하기 위해 높은 온도가 필요합니다. 이러한 플라스틱은 주로 높은 강도와 강성이 요구되는 응용 분야에 사용되며, 자동차 부품, 전자기기 외장재, 가정용품 등의 제작에 활용됩니다.

비결정성 플라스틱(Amorphous Plastics)은 분자가 무질서하게 배열된 플라스틱으로, 규칙적인 결정 격자 구조가 없기 때문에 경도, 강성, 인장 강도가 상대적으로 낮습니다.
이들 비결정성 플라스틱은 일반적으로 투명성이 좋으며, 예로는 폴리염화비닐(PVC), 폴리스티렌(PS), 폴리카보네이트(PC) 등이 있습니다. 비결정성 플라스틱은 융점이 비교적 낮아 낮은 온도에서 가공할 수 있으며, 유연성과 탄성이 요구되는 응용 분야에 주로 사용됩니다. 예를 들어, 식품 포장재, 랩 필름, 일회용 제품 등의 제작에 많이 활용됩니다.

결정도는 결정성 고분자의 중요한 특성으로, 이는 고분자 재료의 기계적, 광학적, 열적 및 화학적 성질에 영향을 미칩니다. 소분자 물질만이 높은 결정도를 가질 수 있으며, 이러한 물질은 일반적으로 더 취약합니다. 또한, 장시간 동안 융점 이하에 머무른 재료는 높은 결정도를 얻을 수 있지만, 이는 일반적으로 비용이 높고 특수한 상황에만 적용됩니다.

결정성 고분자는 분자 사슬 간의 상호작용이 강해져, 유리 전이 온도 이상에서 재료의 연화 정도가 약해집니다. 탄성 계수는 고온(융점 이상)에서만 현저한 변화를 보입니다. 재료의 결정도가 높을수록 경도와 열 안정성이 증가하지만, 재료는 더 취약해질 수 있습니다. 그러나 비결정 영역이 존재하면 재료에 일정한 탄성 및 충격 저항성을 부여합니다. 결정성 고분자 재료의 또 다른 특징은 기계적 성질에서 매우 뚜렷한 이방성을 보인다는 것입니다. 즉, 분자 배열이 평행한 방향과 수직한 방향에서 기계적 성질이 크게 다릅니다.

결정성 고분자는 일반적으로 불투명합니다. 이는 재료 내부에 많은 결정 영역과 비결정 영역의 경계면이 존재하며, 빛이 이 경계면에서 산란되기 때문입니다. 이 경계면의 밀도는 매우 낮기 때문에, 결정도가 낮은 재료는 결정도가 높은 재료보다 투명도가 높습니다. 
예를 들어, 무작위 입체구조 폴리프로필렌은 일반적으로 비결정성 고분자로 투명하지만, 이소택틱 폴리프로필렌은 결정도가 약 50%로 불투명합니다. 결정은 고분자의 염색에도 영향을 미치며, 결정성 고분자는 비결정성 고분자보다 염색이 어렵습니다. 이는 비결정성 고분자 재료에서 염료 분자가 더 쉽게 침투할 수 있기 때문입니다.

The differences between the two will affect the materials' hardness, tensile strength, melting point, wear resistance, and transparency.