为什么不同的塑料透明程度不同？( 二 ) _小知识

而且，即便延长时间，也很难看到一块塑料全部变成晶体。绝大部分塑料不仅结晶很慢，而且很难让全部的分子都形成晶体，例如聚丙烯这种常见的塑料只有50～60%的分子能够形成晶体[3] 。

那么无法结晶的塑料分子去了哪里呢？如果温度足够高，这些分子当然继续以可流动的熔融态形式存在。当温度降低到室温后，这些无法结晶的分子失去了流动的能力，也变成了固体。在这样的固体中，塑料分子仍然杂乱无章地排列着，这种情况被称为无定形态[4] 。我们见到的塑料制品，往往同时包括了这种塑料的结晶态和无定形态。当然，我们并不会观察到一只塑料盒中某个区域是结晶的塑料或是无定形的。这是因为这两种形式的塑料固体并非像互不相容的油和水那样完全分隔开。相反，塑料分子的晶体通常形成小的球形颗粒分散在无定形态的塑料中[5] ，这些球形颗粒的直径往往在几微米到几百微米之间，这么小的尺寸肉眼是很难分辨的[6] 。正是这样的结构，让塑料变得不透明。这又是为什么呢？

我们都有这样的体验：向一杯水中加入少量牛奶，水就不会再想原来那样澄清；晴朗的天空能见度非常好，而一旦出现大雾就很难看清远处的物体。这些现象都是透明程度下降的典型例子，导致这些现象的 “罪魁祸首”也都是同一种光学现象——散射[7] 。

水之所以看起来是透明的，是因为光线可以直线穿过水和玻璃到达对面的物体，在物体表面发生反射后，反射光再次穿过水和玻璃到达我们的眼睛，让我们可以看清对面的物体。然而如果往水中倒入牛奶，其所含的油脂和蛋白质分散在水中形成小液滴，在水中穿行的光遇到这些小液滴，入射光和反射光都有相当一部分就偏离了原先的轨迹，不再直线前进，而是向四面八方传播开去，对面的物体在我们的眼睛里就变得模糊了，这就造成了半透明的效果。如果倒入更多的牛奶，使得散射非常强烈，入射的光线完全不能穿过这杯水，全部回到了我们的眼中，我们就会觉得杯中的水是完全不透明的白色。同样的道理，雾天能见度之所以下降，是因为飘浮在空气中小水滴造成了光散射。

虽然同一种塑料的结晶态和无定形态化学结构相同，但是由于分子的排列不同，对于光来说这仍然是两种不同的介质，因此当在无定形态的塑料中穿行的光遇到了晶体的小颗粒时，散射同样会发生，于是塑料的透明程度就显著下降了[8] 。

现在我们知道，造成塑料制品半透明或者不透明的直接原因是光的散射现象，但背后的原理则是因为塑料独特的结晶过程。那么我们有没有可能让塑料变得透明呢？敬请关注《为什么不同的塑料制品透明程度不同》系列的下一篇：《解铃还须系铃人》。
参考文献和注释：

[1] 实际上这里描述的加工方法只适用于热塑型塑料，这类塑料在高温时可以流动，因而可以被反复改变形状。另一大类常见的塑料是热固型塑料。热固型塑料的生产加工一般是先将单体初步反应得到预聚物，预聚物随后被注入到模具中，经过进一步的反应得到塑料制品成品。热固型塑料在反应过程中分子之间发生了交联，因而在高温时不再能够流动，也就是成型之后无法被再次加工。
[2] http://www.technologystudent.com/equip1/plasextru1.html

[3] http://pslc.ws/macrog/pp.htm

为什么不同的塑料透明程度不同？( 二 )

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