プラスチックの結晶性部分と非晶性部分について

プラスチック

プラスチックは、2つの状態に大別されます。

・結晶状態

高分子が規則正しく配列する状態です。

・無定形または非晶状態

高分子が糸玉状になったり絡まったりして存在する状態です。

上記のように、プラスチックは、高分子の配列状態の違いにより、結晶性プラスチックと非晶性プラスチックとに分けられます。

プラスチックは、すべての部分が結晶状態であるというわけではなく、結晶性プラスチックといっても、結晶部分と非晶部分とが混在しています。

プラスチック中の結晶部分の割合は、結晶化度と呼ばれる値で現されます。

(結晶化度)=(結晶領域部分)÷(結晶領域部分と非晶領域部分との和)

また、液相でも、ある温度範囲で一定の方向に分子が配列し、物性に異方性を示すことがあります。この状態を液晶状態と呼び、このような状態をとりうる高分子を液晶性ポリマーといいます。

高分子の分子間力の強さや立体構造等の違いで、高分子の集合(プラスチック)状態は異なり、結晶状態や非結晶状態となります。

なお、プラスチックは、加熱あるいは冷却されると、結晶状態や非結晶状態が変化します。

とくに、熱エネルギーを受けると、プラスチックは非晶部分の高分子鎖の動きが活発になり、結晶部は溶解します。

ガラス転移点

結晶性プラスチック、非晶性プラスチックは、共に、「ガラス転移点」と呼ばれる温度以上では、非晶部分の分子運動が活発になり、さらに、結晶部が溶解していくのに伴って剛性が低下していきます。
なお、非晶性プラスチックに較べて、結晶性高分子では、結晶部分が多く存在するので、同一の熱エネルギーが加えられたら、相対的に早く剛性が低下します。

融点

プラスチックは、「融点」を越える温度まで加温されると、結晶はなくなり、材料は流動状態となります。
一方、溶融したプラスチックを冷却すると、分子鎖の動きは少なくなり、結晶化が起こります。