Nhựa kết tinh so với nhựa vô định hình - Sự khác biệt

Nhựa kết tinh, với độ kết tinh từ 10% đến 80%, thường có màu mờ và bao gồm các vật liệu như polypropylene và polyethylene. Nhựa vô định hình, với cấu trúc phân tử không có trật tự, trong suốt và bao gồm polyvinyl clorua và polystyrene. Polymer kết tinh cứng, chắc và có điểm nóng chảy cao, trong khi polymer vô định hình mềm hơn và có điểm nóng chảy thấp hơn. Nhựa kết tinh kém trong suốt hơn so với nhựa vô định hình, vốn trong suốt hơn.

Nhựa kết tinh, với đặc tính bền và cứng, thường được ứng dụng trong các bộ phận ô tô và điện tử. Nhựa vô định hình, với sự linh hoạt và độ dai, là lựa chọn lý tưởng cho bao bì thực phẩm và màng bọc. Nhựa kết tinh có khả năng chịu nhiệt cao, phù hợp với các ứng dụng trong môi trường nhiệt độ cao. Tuy nhiên, nhựa vô định hình có thể trở nên giòn ở nhiệt độ thấp và có độ chịu nhiệt hẹp hơn ở điều kiện phòng.

Nhựa vô định hình được cấu tạo từ các phân tử sắp xếp theo cách không có trật tự, thiếu cấu trúc mạng tinh thể, dẫn đến độ cứng, độ bền và độ chịu kéo thấp hơn. Những loại nhựa này thường trong suốt, chẳng hạn như polyvinyl clorua, polystyrene và polycarbonate. Điểm nóng chảy của chúng thường thấp hơn so với nhựa kết tinh, cho phép dễ dàng định hình ở nhiệt độ thấp hơn. Nhựa vô định hình thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu sự linh hoạt và độ dai, như bao bì thực phẩm, màng bọc và các sản phẩm dùng một lần.

Độ kết tinh là một đặc tính quan trọng của các polymer kết tinh, ảnh hưởng đến các tính chất cơ học, quang học, nhiệt và hóa học của vật liệu. Các tinh thể có độ kết tinh cao thường chỉ thu được từ các vật liệu có phân tử nhỏ, vốn dĩ thường giòn. Các vật liệu được duy trì dưới điểm nóng chảy trong thời gian dài cũng có thể đạt được độ kết tinh cao, mặc dù điều này thường tốn kém hơn và chỉ áp dụng trong các trường hợp đặc biệt.

Các polymer kết tinh có sự tương tác giữa các phân tử mạnh mẽ hơn, điều này giúp giảm sự mềm hóa của vật liệu khi vượt quá nhiệt độ chuyển thủy tinh. Mô đun đàn hồi chỉ thay đổi rõ rệt ở nhiệt độ cao (trên điểm nóng chảy). Càng cao độ kết tinh của vật liệu, độ cứng và độ ổn định nhiệt của nó càng cao, nhưng vật liệu cũng trở nên giòn hơn. Tuy nhiên, các vùng vô định hình cung cấp một số độ đàn hồi và khả năng chống va đập cho vật liệu. Một đặc điểm khác của vật liệu polymer kết tinh là sự khác biệt rõ rệt về tính chất cơ học theo các hướng song song và vuông góc với sự sắp xếp phân tử, tức là tính chất cơ học thay đổi rõ rệt giữa các hướng này.

Polymer kết tinh thường có màu mờ đục do sự tán xạ ánh sáng tại các giao diện giữa các vùng kết tinh và vô định hình trong vật liệu. Các giao diện này có mật độ rất thấp, do đó, các vật liệu có độ kết tinh thấp có độ trong suốt cao hơn so với những vật liệu có độ kết tinh cao. Ví dụ, polypropylene atactic là polymer vô định hình và trong suốt, trong khi polypropylene isotactic có độ kết tinh khoảng 50% và có màu mờ đục. Độ kết tinh cũng ảnh hưởng đến khả năng nhuộm của polymer, với các polymer kết tinh khó nhuộm hơn các polymer vô định hình vì các phân tử thuốc nhuộm dễ dàng xâm nhập vào các vật liệu polymer vô định hình hơn.