عوامل هسته‌زایی در پلیمرهای نیمه بلوری
پلیمرها تحت شرایط ذیل از حالت مذاب متبلور می‌شوند:
- ساختار مولکولی پلیمر باید به‌اندازه کافی منظم باشد تا اجازه نظم بلورین را فراهم کند.
- دمای تبلور می‌بایست زیر دمای ذوب و با فاصله از دمای انتقال شیشه‌ای باشد.
- هسته سازی می‌بایست قبل از تبلور رخ دهد.
- تبلور باید به‌اندازه کافی بالا باشد.
به دلیل اتصال زنجیرها، تنها تبلور مشروط به دست می‌آید. بنابراین اغلب به پلیمرها مواد نیمه بلورین گفته می‌شود. این اتصال زنجیرها دلیل اصلی تبلور پلیمرها در دمای پایین‌تر از دمای ذوب است. هنگام تبلور پلیمرها از حالت مذاب، بلورهای پلیمری (لاملا) از هستهٔ اولیه سازماندهی می‌شوند و ماکروساختارهای کروی پیچیده را تشکیل می‌دهند که اسفرولایت نامیده می‌شود. اسفرولایت‌ها حاوی لاملا و همچنین مناطق آمورف بین آن‌ها است. اسفرولایت‌ها به رشد خود ادامه داده تا رشد آن‌ها تحت تأثیر جبههٔ اسفرولایت همسایه قرار گیرد. شروع تحول فاز با ظهور ذرات بسیار کوچک فاز جدید نشان داده می‌شود. سرانجام هسته اولیه تشکیل خواهد شد و رشد بلور را به دنبال خواهد داشت. هسته‌زایی وابستگی شدیدی به دما دارد. تعداد و اندازه اسفرولایت‌های تشکیل‌شده، تخمین زده می‌شوند تا میزان همگونی هسته مشخص شود. تشکیل هسته‌ها با افزودن ماده خارجی تحت عنوان عامل هسته زا افزایش می‌یابند. ازآنجاکه هسته‌های بیشتری در حضور عامل هسته زا تشکیل می‌شوند، تحت شرایط خنک‌سازی مشابه اسفرولایت‌های حاصل به‌طور قابل‌توجهی نسبت به حالت عدم استفاده از عامل هسته زا کوچک‌تر است. این پلیمرها به دلیل هسته‌های تشکیل‌شده دارای ساختار دانه‌ای ریزتر هستند؛ این موضوع در خواص فیزیکی و مکانیکی منعکس می‌شود. بنابراین در درصد بلورینگی یکسان پلاستیک‌های دارای اسفرولایت درشت، شکننده‌تر و دارای شفافیت کمتر نسبت به پلاستیک‌های با اسفرولایت ریز هستند. هسته سازی باعث افزایش دمای تبلور و سرعت آن می‌شود. بنابراین قطعات را می‌توان در دمای بالاتر از قالب خارج کرد و به‌این‌ترتیب سیکل زمانی قالب‌گیری کاهش می‌یابد. همچنین این مواد دارای مقاومت کششی، سختی، مدول خمشی، دمای HDT بالاتر هستند. اما به‌طورکلی مقاومت ضربه آن‌ها کمتر است. وضوح با افزایش سرعت خنک‌سازی افزایش می‌یابد و کاهش اندازه اسفرولایت باعث کاهش تفرق نور هنگام عبور نور از مواد می‌شوند.
عوامل هسته زا را تقریباً می‌توان به سه دسته تقسیم کرد:
- مواد افزودنی غیر آلی مانند تالک، سیلیس، خاک رس
- ترکیبات آلی مانند نمک‌های منواسیدهای پلی کربوکسیلیک (مانند بنزوات سدیم) و برخی رنگدانه‌ها
- پلیمرها مانند کوپلیمرهای استری آکریلیک و کوپلیمرهای اتیلن
مقدار استفاده معمول از این مواد هسته زا تا 5/0 است و معمولاً مقادیر بالاتر پیشرفت بیشتری ایجاد نمی‌کند. این مواد به‌صورت پودر، سوسپانسیون، محلول و یا به‌صورت مستربچ ترکیب می‌شوند. صرف‌نظر از روش مورداستفاده پراکنش مناسب عامل هسته زا برای ایجاد یک اثر مطلوب لازم است.