cristallinité

La cristallinità è la tendenza di un materiale a presentare una disposizione ordinata a lungo raggio delle sue unità costitutive. Nei solidi cristallini ideali l’ordine è perfetto su tutta l’estensione del campione; negli amorfi è assente o limitato a breve raggio. In molti materiali, in particolare nelle polimeri, la cristallinità è parziale e si parla di semicristallinità quando coesistono regioni cristalline e una matrice amorfa.

Nei polimeri la cristallinità dipende da ordine stereochimico (tacticità), simmetria molecolare, lunghezza delle catene, ramificazioni e impurità. Durante il raffreddamento si formano nuclei che crescono in domini cristallini all’interno di una matrice amorfa; la dimensione e la distribuzione dei domini sono influenzate dal tempo di lavorazione, dal raffreddamento e dal trattamento termico. Le morfologie tipiche includono domini lamellari e aggregati cristallini.

Maggiore cristallinità tende ad aumentare rigidezza, punto di fusione e barriera a gas, ma può ridurre tenacità e trasparenza. Cambia inoltre le proprietà termiche e meccaniche e influisce sull’aspetto ottico.

La quantità di cristallinità si stima con DSC misurando il calore di fusione oppure con tecniche analitiche come XRD; la frazione cristallina Xc si esprime spesso come Xc = (Delta Hf / Delta Hf^0) × 100%. Altre tecniche includono FTIR e NMR.

Esempi comuni sono i polimeri semicristallini come polietilene e polipropilene; inorganici come alcuni ossidi presentano cristallinità che ne determina proprietà ottiche o meccaniche.