Definition
Teilkristallin / Kristallin (Crystalline) beschreibt die Mikrostruktur eines thermoplastischen Polymers, in dem ein Teil der Ketten geordnete kristalline Bereiche (Sphärolithe, Lamellen) bildet, eingebettet in eine amorphe Matrix. In kommerziellen Polymeren liegt nie 100 % Kristallinität vor — beide Phasen koexistieren stets.
Wie die Kristallinität gemessen wird
- DSC (Differential Scanning Calorimetry): integriert die Schmelzenthalpie und vergleicht sie mit einer theoretischen 100 %-kristallinen Referenz
- WAXD (Weitwinkel-Röntgenbeugung): kristalliner Peak vs. amorphes Halo
- Dichte: höhere Kristallinität → höhere Dichte (PE: 0,91 amorph → 0,97 hoch kristallin)
Faktoren, die die Kristallinität erhöhen
- Höhere Werkzeugtemperatur: Ketten haben Zeit sich zu ordnen
- Langsamere Kühlung
- Tempern (Annealing) nach dem Spritzguss
- Nukleierungsmittel im Compound
- Scherung beim Füllen (strömungsinduzierte Kristallisation)
Beispiele nach typischer Kristallinität
- POM (Acetal): 70 – 80 %
- HDPE: 50 – 70 %
- Isotaktisches PP: 30 – 50 %
- PA 6, PA 66: 25 – 50 %
- PET (kristalline Teile): 30 – 40 %
Auswirkung auf Eigenschaften
Mehr Kristallinität → steifer, bessere Chemikalienbeständigkeit, geringere Permeabilität, opaker, höhere Schwindung, geringere Schlagzähigkeit.
Umgangssprachlich vs. wissenschaftlich "kristallin"
In der Kunststoffindustrie bedeutet "kristallin" meist "teilkristallin mit hohem kristallinem Anteil" (HDPE, POM). In der Polymerchemie ist kein kommerzieller Thermoplast 100 % kristallin.
Synonyme
semi-crystalline
结晶性
teilkristalliner kunststoff
crystallinity
partially crystalline