一， 一般物理性能

1總熱容量

總熱容量是（shì）指注塑物料在注塑工藝溫度下的總熱容量。

2 熔化（huà）熱

熔化熱又稱熔化潛熱，是結晶型聚合物在形成或熔化晶（jīng）體時所需要的能量。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（hé）

物時要比注塑非結晶（jīng）型料達到指定熔化溫度下所（suǒ）需的能量要多（duō）。

對於非（fēi）結晶型聚合（hé）物無需熔化潛熱（rè）。使POM達到注塑溫度需熱約452/g(100.8cal/g),PS隻需要375J/g即可熔化。

3 比熱容

比熱容（róng）是（shì）單位重（chóng）量的物料溫度上升1度時所需熱量[J/kg.k]。

不同高聚物的比熱容是不（bú）同的，結晶型比非對（duì）麵型要高。因為加熱（rè）聚合物時，補充的熱（rè）能不僅（jǐn）要消耗在溫度升上，還要消耗在使高分子結構

的變化上，結晶型必須補充熔化潛熱（rè）所（suǒ）需的熱淚盈眶量才能使物料熔化。

注塑過程中，塑料加熱或冷（lěng）卻特性是由聚合物的熱含量與溫差所決定的。熱傳（chuán）遞速率正比於被加熱（rè）材（cái）料和熱源之間的溫差。

一般（bān）冷卻要比熔化快，因為大體上料筒與物料溫差小，熔（róng）料與模具溫差大。加熱時間取（qǔ）決於料筒（tǒng）內壁與料層之間的溫（wēn）差和料層厚度。

4熱擴散係數（shù）

熱擴散係數是指溫度在加熱物料中傳遞的速度，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（xì）數）來（lái）決（jué）定。

壓力對熱擴散係（xì）數影（yǐng）響（xiǎng）小（xiǎo），溫度對（duì）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（de）速度。導熱係數愈高（gāo），材（cái）料內熱傳遞（dì）愈快。由於（yú）聚（jù）合物導熱係數很低，所（suǒ）以（yǐ）無論在料筒中加熱還是其熔體在

模具中冷卻，均需花一定時間。為了提高加熱和冷卻效（xiào）率，需采取（qǔ）一（yī）些技術措施。如：加熱料筒要求有一定的厚度，這不僅是考慮（lǜ）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（yòng）聚合物的低導熱特性，采用（yòng）熱流道模具等（děng）。聚（jù）合物導（dǎo）熱（rè）係數隨溫度升高（gāo）而（ér）

增加。結晶型（xíng）塑料（liào）的導熱係數（shù）對溫度的依賴性要比非結晶型的顯著。

6 密度與比容

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

動性，耐蠕變性能降低。

在注塑（sù）過程中，聚（jù）合物（wù）經曆著（zhe）冷卻—加熱—冷卻反（fǎn）複（fù）的熱過程溫度，梯度和聚合物形態（tài）的變化都很大，所以密度也在不斷地發生變（biàn）化，這（zhè）對

注塑製品質量起著重要的影響。

比容反映了單位（wèi）物質所占有的體積。這是一個衡量在不（bú）同工藝條件（jiàn）下高分子結構所占有的空間，各種狀態下的膨脹與壓（yā）縮，製品的尺寸收縮

等方麵（miàn）是（shì）非常重要的參數。

7 膨脹係數與壓縮係數

比容在恒壓下由溫度（dù）而引起的變化，即為膨脹係數。聚合物從高溫到低溫表現出比容逐漸減少的收縮特性。聚合物比容不僅取決於溫度而且

取決於壓力。聚合物比容在不同溫度下都隨壓力而變化，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（zhì）品（pǐn）的質量和尺寸精度

有重要意義（yì）。

二 聚合物的熱物理性（xìng）能

1玻璃化溫度

聚（jù）合物的玻璃化溫度是指線型非結晶型聚合物由玻璃態向（xiàng）高彈態或者由後者向前者的較變溫度。就（jiù）是（shì）大分子鏈段本（běn）身開始變形的溫度當溫度

高於玻璃化溫度時（shí），大分子鏈開始自（zì）由活（huó）動，但還不是整個分子鏈段的運動。這時表（biǎo）現出高彈性的橡膠性能；當低於玻璃化溫度時，鏈段被

凍結變成堅硬（yìng）的固態或玻（bō）璃態。橡膠的玻璃化溫度低於室溫。所以橡膠在常溫下處於高彈態。而其它塑料在常溫下是（shì）處於脆韌性的玻璃態。

高聚物的自由體積理論認為，高聚物分子結構所（suǒ）占有的（de）整個體（tǐ）積分成兩部分。一部分是分子鏈所占有的空（kōng）間，而另一部分是分子鏈之間的（de）自

由空間（jiān）。當溫度降低時分（fèn）子鏈（liàn）動能減少，自由（yóu）空間減少，當溫度升高時，分子鏈段動能增加，自由空間也增加：當溫度（dù）達到玻璃化（huà）時，急劇

產生內聚力，聚合（hé）物膨脹，鏈段開始旋轉，鏈段擁有的能量足以使鏈段活動起來所以自由空（kōng）間（jiān）的體積突然增加。

高聚物（wù）在玻璃化溫度以上的總自由體（tǐ）積等於玻璃化溫度下的自（zì）由體積與熱膨脹係數乗（chéng）\以溫（wēn）升之（zhī）和。在預塑化時，位於螺槽（cáo）中的高分子（zǐ）固（gù）態物（wù）

料，在升至玻璃化溫（wēn）度以後，隨著（zhe）溫度（dù）的升高物料自由體積會（huì）增加，其比容也會加大，但由於螺槽（cáo）容積的限製會使物料產生內壓，並有加速

固（gù）體床的作用。

當高聚物的物理（lǐ）形（xíng）態發生變化時，許多物理性質如比熱容，比容，密度，導熱係數，膨脹（zhàng）係數，折光（guāng）指數，介電常數等都跟著變化，因此利

用這（zhè）些（xiē）關係可以測定聚合（hé）物相變（biàn）溫度（dù）和（hé）高聚物性（xìng）質。

對於理解（jiě）塑料在料筒中加熱，塑料（liào）化過（guò）程中從加料段（duàn）向壓縮（suō）段物態轉變，溫升，溫升（shēng）速率，螺杆轉速，背壓等工藝因素的影響將起重要作（zuò）用。

這些對（duì）於（yú）控製製品脫模時的物性狀態，頂出溫度和（hé）頂出時間是重要的。

2 熔化溫度（熔點）

熔化溫度是指結晶（jīng）型聚合物從高分（fèn）子鏈結構的三維有序態轉變為無序的粘流態時的溫度。轉變點（熔（róng）點）對於低分子材料來說，熔化過程是

非常窄的，有較明顯的熔點；而對於結晶型高聚物來說，從達到玻璃化溫度（dù）就開始軟化，但（dàn）從高彈態轉變為粘流態的液相時卻沒有明顯（xiǎn）的熔

點（diǎn），而是有一個向粘流態轉變的（de）溫度範圍。

對（duì）高聚物來說，玻璃化溫度，熔化（huà）溫度或溫度範圍都是變相點。有較明顯的變化範圍，從（cóng）分子結構觀點看，都是大鏈段（duàn）運動的結果。

一般有增塑劑的聚合物熔點要比無增塑劑的要低，共聚物的（de）熔點要比組成共聚物中較高均聚物的熔點要低些。

注塑時，料筒的（de）第三段（duàn）溫度（dù）（靠近嘴（zuǐ）溫的溫度）都要設定在熔點以上，然後以降低（dī）15~20度的溫度梯度依次設定第（dì）二（èr）段和第一段的料筒溫度

為宜。

3 分解溫度及燃燒特性

熱分解溫度是（shì）指在氧氣存在條件下，高聚物受熱（rè）後開始分解的溫度範圍。依聚合（hé）物化（huà）學結構式不同而有顯（xiǎn）著的差異（yì），此（cǐ）外還與物（wù）料的形態有

關。在注（zhù）塑過程中（zhōng），無論是在預塑階段還是在（zài）注射階（jiē）段（duàn），隻（zhī）要聚合物局部溫（wēn）度達到分解溫度，高分子物料就會訊（xùn）速（sù）生成低分子量的可燃性物

質。聚合物的熱分解在氧（yǎng）氣充足（zú）條件下是放熱反應，產生的熱會繼續加熱（rè）聚合物。當聚合物達到燃點時就（jiù）會燃燒，燃燒（shāo）體係的溫度是否會上

升（shēng），產生（shēng）的燃燒熱是否和（hé）體（tǐ）係進行對流，都與熱（rè）分解溫度，比熱容以及（jí）導熱係數等物理（lǐ）性能有密切關係。

注塑時，對聚合物分解溫度的控製是十分重要（yào）的，否（fǒu）則分解出燃燒物質不僅會影響製品質量，還會腐蝕（shí）設（shè）備，危害（hài）人體。

三聚（jù）合物降解及熱穩定性

所謂降解，是指遞解分解作用，在高分子化學中，通常是指在化學或物理作用下，聚合物分子的聚合度降低過程，聚合物在熱，力（lì），氧氣，

水（shuǐ）及（jí）光輻射等作用下往往發生降解。降解過程實質量大分子鏈（liàn）發（fā）生結構變化。如發生彈性消失，強度降低，粘度減（jiǎn）少或增加等現象。

在注塑中力，水，氧通過溫度對聚降（jiàng）解（jiě）起重要影響，在高溫（wēn）時氧（yǎng）和水更能使聚合物分解。剪切力的作用會因（yīn）高溫時聚合物粘度的降低而（ér）減小。

熱降解是（shì）指某些聚合物（wù）在高溫下時間過長，發黃（huáng）變色，降解，分解等現象。

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

劑，如：PVC 分解的產物是氯化氫，POM分解產（chǎn）物是甲醛，它們有著加（jiā）劇高聚物降解的作用。

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

較差的聚（jù）合物，其溫度範圍隻有5~15度。

溫（wēn）度的高低和變化範圍（wéi）對聚合物（wù）的降解（jiě）有影響外，還有在（zài）溫度場中所經曆的反複加工次數有關。不同的聚合物在（zài）反複加工後（hòu）熱降（jiàng）解和融熔指

數有著較大的差異。在正（zhèng）常（cháng）溫度下PS, PC, PP,經數次加工後融熔指數升高的傾向。而PE，抗衝擊PS醋酸纖維素（sù）等有下降的現象。

聚合物在剪切應力作用下纏結著（zhe）的（de）大分（fèn）子在外力作用下（xià），沿力的方向上發生流動，分（fèn）子鏈之間發生（shēng）解脫，當解脫發（fā）生（shēng）障礙時，分子鏈將受到

很大的牽引力，當超過鏈的強度就發生鏈斷裂。

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

注塑中某些塑料的水解作用是經（jīng）常發（fā）生的，水解作用是由於在聚合物中存在有可以水解的化（huà）學基團。如：酰（xiān）胺，酯，腈等，或在氧化作用下

形成可（kě）被水解的基團。如果這些基團在分子的主（zhǔ）鏈上，水解作用會使主鏈斷（duàn）鏈而（ér）降（jiàng）解。由於某些聚合物有（yǒu）水解作用，因此（cǐ）對（duì）這些塑料的吸濕

性應加以注意。

有的塑料具有（yǒu）吸濕或凝集水分傾向，因為它們（men）含有極性（xìng）親水基團，如（rú）ABS, PMMA, PA, PC, PPO等，在注塑中都需（xū）要幹燥處理（lǐ），防此水解。

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