一， 一般物理性能

1總熱容量

總（zǒng）熱容量是指注塑物料在注塑工藝溫度（dù）下的總熱容量。

2 熔化熱

熔化熱又稱熔化潛熱，是結晶型聚合物在（zài）形成或熔化晶（jīng）體時所需要（yào）的能量。這部分能量是用來熔化高分子結晶結構的，所以注塑結晶型聚合

物時要比注塑非結晶（jīng）型料達到指定熔化溫（wēn）度下（xià）所需的能量要（yào）多。

對（duì）於非結晶型聚合物無需熔化潛熱。使POM達（dá）到注（zhù）塑溫度需（xū）熱約452/g(100.8cal/g),PS隻需要375J/g即可熔化。

3 比熱容

比熱容是單位重量的物料溫度上升1度時所需熱量（liàng）[J/kg.k]。

不同高聚物的比熱容是不同的，結晶型比非對麵型（xíng）要高。因（yīn）為加熱聚合物（wù）時，補充的熱能不僅要消耗在（zài）溫（wēn）度升上，還要消耗在使高分子結構

的變（biàn）化上（shàng），結（jié）晶型必（bì）須（xū）補充熔化潛熱所需（xū）的熱淚盈眶量（liàng）才能使物料熔化。

注塑過程（chéng）中，塑料（liào）加（jiā）熱或冷卻特性是由聚（jù）合物（wù）的熱含量與溫差所決定的。熱傳遞速率正比於被加熱材料和熱源之間（jiān）的（de）溫差。

一般冷卻要比熔化快，因為大體上（shàng）料筒（tǒng）與（yǔ）物料溫差小（xiǎo），熔料與模具溫差大。加熱時間取（qǔ）決於料筒內壁與（yǔ）料層（céng）之間（jiān）的溫（wēn）差和料層厚度。

4熱擴散係數（shù）

熱擴散係數是指溫度（dù）在加熱物料中傳遞的速度（dù），又稱導熱係數其值是由單位質量的物料溫度升高1度時所需的熱量（比熱容）和材料吸收熱

量的速度（導熱係數）來決定（dìng）。

壓力對熱擴散係數（shù）影響小（xiǎo），溫度對其影響較（jiào）大。

5導熱係數

導熱係數反映了材料傳播熱量的速度。導熱係數愈高，材料內熱傳遞愈快。由（yóu）於聚合物導熱係數很低，所以無論在料筒中加熱還是其熔（róng）體在

模具中冷卻，均需花一（yī）定時（shí）間。為了（le）提高加（jiā）熱和冷卻效率，需（xū）采取一些技術措施。如：加熱（rè）料筒要求有一定的厚度，這不僅（jǐn）是考慮強度，同

時也是為了增加熱慣性，保證物料能良好穩定地傳熱，有時還利用聚合物的低導熱特性，采用熱流道模具等。聚合物導熱係數隨溫度升高而

增加。結晶型塑料的導熱（rè）係數對溫度的依賴性要比非結晶型的顯（xiǎn）著。

6 密度與比容

密度增加會使製品中的（de）氣體和溶劑滲透率減少（shǎo），但是使製品的拉伸強度，斷裂伸長，剛度硬度以及軟化溫度提高；使壓縮性，衝擊強度，流

動性，耐蠕變性（xìng）能降低（dī）。

在注塑過程中，聚合物經曆著冷（lěng）卻—加熱（rè）—冷卻反複的熱過（guò）程溫度，梯度（dù）和聚合物形態的變化都很大，所以密（mì）度也在不（bú）斷地發生（shēng）變化，這對

注塑製品質量起著重要的（de）影響。

比容反（fǎn）映了單位物質所占有的體積。這是一（yī）個（gè）衡量在不同工藝條件下高分子（zǐ）結構（gòu）所占有的空間（jiān），各種狀態下的膨脹（zhàng）與壓縮，製品的尺寸收縮

等方麵是非常重要的參數。

7 膨脹係數與壓縮係數

比容在恒壓下由（yóu）溫度而引起的變化，即（jí）為膨脹係（xì）數。聚合物從高（gāo）溫到低溫表現出比容逐漸減少的收縮特性。聚合物比容（róng）不僅（jǐn）取決於溫度而且

取決於壓力。聚合物比容在不（bú）同溫度下都隨壓力（lì）而變化，壓力增高比容減小而密度加大。這種性質對於用壓力來控製製品的質量和尺寸精度

有（yǒu）重要意義。

二 聚合物的熱物理（lǐ）性能（néng）

1玻璃化溫度

聚合物的玻璃化溫（wēn）度是指線型非結晶（jīng）型聚合物由玻（bō）璃態向高彈態或者由後者（zhě）向前者的較變溫度。就是大分子（zǐ）鏈段本身開始變形的（de）溫度當溫度

高於玻璃化溫度時，大分子（zǐ）鏈開始自由活動，但還不是整個分子鏈段的運動。這時表現出高彈性的橡（xiàng）膠性能；當低於玻璃化溫度時，鏈段被（bèi）

凍結變成堅硬的固態或玻璃態。橡膠的玻璃化溫度低於室（shì）溫（wēn）。所以橡膠在常溫下處於高彈（dàn）態。而其（qí）它塑料在常溫下（xià）是處於脆韌性的玻璃態。

高聚（jù）物的自由體積理論認為，高（gāo）聚物分子結構所占有（yǒu）的整個體積分成（chéng）兩部分（fèn）。一部分是分子鏈所占有的空（kōng）間，而另一部分是分（fèn）子鏈之間的自

由（yóu）空間。當溫度降低時分子鏈動能減少，自由空間減少，當溫（wēn）度升高時，分子鏈段動能增加，自由空間也增加：當（dāng）溫度達到（dào）玻璃化時，急劇

產生（shēng）內聚（jù）力，聚（jù）合物膨脹，鏈段開始旋轉，鏈段（duàn）擁有的能量足以使鏈段活動起來所以自由空間的體（tǐ）積突然增加。

高聚物在玻璃化溫度以上的總自由體積等於玻（bō）璃化溫度下的自由體積與熱膨脹係數乗\以溫升之和。在預塑化時，位於螺槽中的高分子固態物

料，在升至玻璃化溫度以（yǐ）後，隨著溫度的升高物料自由體（tǐ）積會增（zēng）加，其比容也會（huì）加大，但由於螺槽容積的限製會使物料（liào）產生（shēng）內壓，並有加速

固體床的作用。

當高聚物的物理形態發生（shēng）變化時，許多（duō）物理性質如比熱容，比容，密度，導熱係（xì）數，膨脹係數，折光指數，介電常數等都跟著變（biàn）化，因此利

用這些關係可以測定聚合物相（xiàng）變溫度和高聚物性質。

對於理解塑（sù）料在料筒中加（jiā）熱，塑料化過程（chéng）中從加料（liào）段向壓縮段物態轉變，溫升，溫升速率，螺杆轉（zhuǎn）速，背壓（yā）等工藝因素的影響（xiǎng）將起重（chóng）要作用（yòng）。

這些對（duì）於控製製品脫模（mó）時（shí）的（de）物性狀態，頂出溫（wēn）度和頂（dǐng）出（chū）時間是重要的。

2 熔化溫度（熔（róng）點）

熔化（huà）溫度是指結晶型聚合物從高分子鏈結構的（de）三（sān）維有序態轉變為無序的粘流態時的溫（wēn）度。轉（zhuǎn）變點（熔點）對於低分子材料來說，熔化過程是

非常窄（zhǎi）的，有較明顯的熔點；而對於結晶（jīng）型（xíng）高聚物來說，從達到玻璃化溫度就開始軟化，但從高彈態轉變為粘流態的液相時卻沒有明顯的熔

點，而是（shì）有一個向粘流態轉變的溫度範圍。

對高聚物來說，玻璃化溫度，熔（róng）化溫度或溫度範圍都是（shì）變相（xiàng）點。有較明顯的變化範圍，從分子結構觀點看，都是（shì）大鏈段運動的結（jié）果（guǒ）。

一般有增塑劑的聚合物熔點要比無增塑劑的要低，共（gòng）聚物的熔點（diǎn）要比（bǐ）組成共（gòng）聚物中較高（gāo）均聚物的熔點要低些（xiē）。

注塑時，料筒的第三段溫度（靠（kào）近嘴溫的溫度）都要設定在熔點以上，然後以降低（dī）15~20度的溫度梯度（dù）依次設定第二段和第一段的料筒溫（wēn）度（dù）

為宜。

3 分解（jiě）溫度及燃燒特性

熱分解溫度（dù）是指在氧氣存在條件下，高聚物（wù）受熱後開始分解的溫度範圍。依聚合物化學結構式不同而（ér）有顯（xiǎn）著（zhe）的差異（yì），此外還與物料的形態有

關。在注塑過程中，無論是在（zài）預塑階段還（hái）是在注射階（jiē）段，隻要聚合物局部溫度達到分解溫度，高分子物料就會訊（xùn）速生成低分子量的可燃性物

質。聚合物的熱分解在氧氣充足條（tiáo）件下是放熱反應，產生的熱會繼續（xù）加熱聚合物。當聚合物達（dá）到燃點時（shí）就會燃燒，燃燒體係的溫度是否會上

升，產生的燃燒熱（rè）是否和體係進行對流，都與熱分解溫度，比熱（rè）容以（yǐ）及導熱係數等物理（lǐ）性能有密切關係（xì）。

注塑時，對聚合（hé）物（wù）分解溫（wēn）度的控製是十分重要的（de），否則分解出燃燒物質不僅會影響製品質量（liàng），還會腐蝕設備，危害人體。

三聚合物降解及熱穩定性

所（suǒ）謂降解，是指遞解分解作用，在高（gāo）分子化學中（zhōng），通常是指在化學或物理作用下，聚合物分子的聚合度（dù）降（jiàng）低（dī）過（guò）程，聚合物在熱，力，氧氣，

水及光輻射等作用下往往（wǎng）發生（shēng）降解。降解過程實質量大分子鏈發生結構變化（huà）。如發生（shēng）彈性消失，強度（dù）降低，粘度減少或增加等現象。

在注塑中力，水，氧通過溫度對聚降解起重要影響，在高溫（wēn）時氧（yǎng）和水更能（néng）使聚合物分解。剪切力的作用會因高溫時聚合物（wù）粘度的降低而減小。

熱降解是指某些聚合（hé）物在高溫下時（shí）間（jiān）過長，發黃變色，降解，分解（jiě）等現象。

聚合物是否容易發生降解，依其分子（zǐ）內部和分子外部結構有關；是否有分解的雜（zá）質有關（guān）；能引起高聚物（wù）降解的雜質，一般都是熱降解的（de）崔化

劑，如：PVC 分解的產物是氯化氫，POM分解產物是甲醛，它們（men）有著加劇高聚（jù）物降解的（de）作用。

所謂熱穩定（dìng）性是指（zhǐ）聚合物在（zài）高溫（wēn）下分子鏈抗化學分解能力及耐化學變化的溫度熱降解（jiě）溫（wēn）度稱為穩定性溫度略高於分解溫度。對於某些（xiē）熱穩定

較差的聚（jù）合物，其溫度範圍隻有5~15度。

溫度的（de）高低和變化範圍對聚合物的降解有影響（xiǎng）外，還有（yǒu）在（zài）溫度場中所經曆（lì）的反複加工次數有關。不同的聚合物在反複加工後熱降解和融熔指

數有著較大的（de）差異。在（zài）正常溫度下PS, PC, PP,經數次（cì）加工後融熔指數升高的傾向。而PE，抗衝擊PS醋酸（suān）纖維素等有下（xià）降的現象。

聚（jù）合物（wù）在剪切應力作（zuò）用下纏結著的大（dà）分子在外力作用下，沿力的（de）方向上發生流動，分子鏈之間發生解脫（tuō），當解脫發生障礙時，分子鏈將受（shòu）到

很大的牽引力，當超過鏈的強度就發生鏈斷裂。

實（shí）驗證明：剪切應力.剪切速率越高，分子量降解速度越快，斷裂的鏈越短；當提高加熱溫度或增塑劑含量時，力的（de）降解作用會減小。

注塑中（zhōng）某些塑料的水解作用是經常發生的，水解作用是由於在聚合物中存在有可以（yǐ）水解的化學基團。如：酰胺，酯，腈等，或在氧化作用下

形成可被水解的基團。如（rú）果這些基團在分子的主鏈上（shàng），水解作用會使主鏈斷鏈而降解（jiě）。由（yóu）於某些聚合物有水解作用，因此對（duì）這些塑料的吸濕

性應加以注意。

有的塑料具有吸濕或凝集水分（fèn）傾向，因為它（tā）們含有極性親（qīn）水基團，如ABS, PMMA, PA, PC, PPO等，在注塑中都（dōu）需要幹燥處（chù）理，防此水解。