Κρυστάλλωση πολυμερών

Ως ποσοστό κρυστάλλωσης ενός πολυμερούς ορίζεται ο λόγος του κρυσταλλικού υλικού ως προς το συνολικό. 

Το ποσοστό κρυστάλλωσης ενός θερμοπλαστικού πολυμερούς επηρεάζει την αντοχή του σε εφελκυσμό, την δυσκαμψία του, την ολκιμότητα του, την θερμοκρασία υαλώδους μετάπτωσης Tg , τον κύκλο ζωής του, τον δείκτη ροής του κ.ά.

Στον παρακάτω πίνακα φαίνεται πως το ποσοστό κρυστάλλωσης επηρεάζει τις φυσικές ιδιότητες του πολυαιθυλενίου. 

Η ανεύρεση του ποσοστού κρυστάλλωσης γίνεται με την μέτρηση της πυκνότητας του δείγματος και με αντιστοίχηση μεταξύ του πλήρως άμορφου υλικού και του πλήρως κρυσταλλικού:
Αν Dα η πυκνότητα του άμορφου υλικού, Dc του πλήρως κρυσταλλωμένου και D η μετρούμενη πυκνότητα, τότε

​Pc = (1/D - 1/Da) / (1/Dc - 1/Da)

Τιμές πυκνοτήτων για διάφορα πολυμερή δίνονται από τον ακόλουθο πίνακα: 

Έτσι για ΡΕ με πυκνότητα 0.94 gr/cm3 προκύπτει ότι το υλικό έχει κρυσταλλική δομή κατά Pc = 64,5%

Η πυκνότητα μπορεί να μετρηθεί σύμφωνα με το ISO 1183 ή τα ASTM D792 και ASTM D1505.
Σύμφωνα με το ASTM D1505 "Standard Test Method for Density of Plastics by the Density-Gradient Technique" η ανεύρεση της πυκνότητας γίνεται βυθίζοντας το δείγμα σε στήλη βαθμονομημένη με ρευστά γνωστής πυκνότητας με τα οποία γίνεται σύγκριση στην θέση ισορροπίας του δείγματος.
Σύμφωνα με το ASTM D792 "Standard Test Methods for Density and Specific Gravity (Relative Density) of Plastics by Displacement" περιγράφονται δυο τρόποι δοκιμής: Μέθοδος Α σε λουτρό νερού και Μέθοδος Β σε λουτρό άλλου υγρού εκτός νερού.
Σύμφωνα με το ISO 1183-2 "Density gradient column method" σε βαθμονομημένη στήλη μίγματος δύο υγρών γνωστής πυκνότητας επισημαίνεται η θέση του δείγματος και υπολογίζεται η πυκνότητα του.

Άλλοι τρόποι εκτίμησης του ποσοστού κρυστάλλωσης είναι:

• με την μέθοδο DSC (differencial scanning calorimetry) η οποία βασίζεται στην μέτρηση της θερμότητας που απαιτείται για την τήξη του πολυμερούς
• με την μέθοδο XRD (X-ray diffraction) που βασίζεται στην διαφορετική συμπεριφορά ενός άναρχα δομημένου συστήματος (άμορφο) σε σχέση με ένα άλλο που παρουσιάζει μεγαλύτερου βαθμού τάξη. Η μέθοδος XRD θεωρείται ως η πιο ακριβής μέθοδος, αν εφαρμοστεί σωστά.
• Υπέρυθρη φασματοσκόπηση Infrared Spectroscopy, μέθοδος ανάλογη με την XRD