一， 一般物理性能

1總熱容量

總熱容量是指（zhǐ）注塑物料在（zài）注塑工藝溫度下的總熱容（róng）量（liàng）。

2 熔（róng）化熱

熔化熱又稱熔化（huà）潛熱，是結晶（jīng）型（xíng）聚（jù）合物在形成或熔化（huà）晶（jīng）體時所需要（yào）的能量。這部分能量是用來熔化（huà）高分子結（jié）晶結構的，所以注（zhù）塑結晶型聚合

物時要比注塑非結晶型料達到指（zhǐ）定熔化溫度下所需的能量要多。

對於（yú）非結晶型聚合物（wù）無需熔化潛（qián）熱。使POM達到注塑溫（wēn）度需（xū）熱約（yuē）452/g(100.8cal/g),PS隻需要375J/g即可熔化（huà）。

3 比熱容

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

不同高聚物（wù）的比熱容是不同的，結晶型（xíng）比非對麵（miàn）型要高。因為（wéi）加熱聚合物時，補充（chōng）的熱能（néng）不僅要消耗在溫度升上，還（hái）要消（xiāo）耗在（zài）使高分子結構（gòu）

的變化上，結晶型必須補充熔化（huà）潛熱所需的熱淚盈（yíng）眶（kuàng）量才能使物料（liào）熔化。

注塑過程中，塑料加熱或冷卻特性是由（yóu）聚合物的熱含量與溫差所決定的。熱傳遞速率正比於（yú）被加熱材料（liào）和熱源之（zhī）間的溫差。

一般冷卻要比熔化快，因為大體上料筒與物料溫差（chà）小，熔料與模（mó）具溫差大。加熱時（shí）間取決於料筒內壁與料層之間的溫（wēn）差和料層（céng）厚（hòu）度。

4熱擴散係數

熱擴散（sàn）係數是指溫度在（zài）加熱物料中傳（chuán）遞的速度，又稱導熱係數其值是（shì）由單（dān）位質量的物料溫度升高1度時所需的熱量（比熱（rè）容）和（hé）材料吸收熱

量的速度（導熱係數）來決定。

壓力（lì）對（duì）熱擴散係數影響小，溫度對其（qí）影響較大。

5導（dǎo）熱係（xì）數

導熱係數（shù）反映了材料傳播熱（rè）量的速度（dù）。導熱係數愈高，材料內熱傳遞愈快。由（yóu）於聚合（hé）物導熱係數很低（dī），所以（yǐ）無論在料筒中加熱還是其熔（róng）體（tǐ）在

模具中冷卻，均（jun1）需花一定（dìng）時間。為了提高（gāo）加熱和冷卻效率，需采取一些技術措施。如：加熱料筒要求有一定的（de）厚度，這不僅是考慮強度（dù），同

時也是（shì）為了增加熱慣性，保證物料能（néng）良好穩定地傳（chuán）熱，有時還利用聚合物（wù）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。結晶型塑料的導熱係（xì）數對溫度的依賴性要（yào）比非結晶型的顯著。

6 密度與比容

密度增加會使製品中的氣體和溶劑滲透（tòu）率減少，但（dàn）是（shì）使製品的拉（lā）伸強度，斷裂伸長，剛（gāng）度硬度以及軟化（huà）溫（wēn）度提（tí）高；使壓縮性，衝（chōng）擊強度，流

動性，耐蠕變（biàn）性能降低。

在注塑過程中，聚合物經（jīng）曆著（zhe）冷卻—加熱—冷卻反複的熱過程溫度，梯度（dù）和聚合（hé）物形態的變化都很大，所以密度也在不斷地發生變化，這對

注塑製品質（zhì）量起著重（chóng）要的影響（xiǎng）。

比容反映了單位物質所占有的體積。這是一個衡量在不同工藝條件下高分子結構所占有的空間，各種狀態下的膨（péng）脹與（yǔ）壓縮，製品的（de）尺寸收縮

等方麵是非常重要的參數。

7 膨脹係數與壓縮（suō）係數

比容在恒壓下由溫度而引（yǐn）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（suō）特性。聚合物比容不僅取（qǔ）決於溫度而且

取決於壓力。聚合物比容在不同溫度下都（dōu）隨壓力（lì）而變（biàn）化，壓力增高比容（róng）減小而（ér）密度（dù）加大。這種（zhǒng）性質對於用壓力來控製製品（pǐn）的質量和尺寸精度

有（yǒu）重要意義。

二 聚合物的熱物理性能

1玻璃化溫（wēn）度

聚合物的玻璃化溫度是（shì）指線型非結晶型聚（jù）合物由（yóu）玻璃態向高彈態或者由（yóu）後（hòu）者向前者的較變溫度（dù）。就是大分子（zǐ）鏈段本身開始變形的溫度當溫度

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

凍（dòng）結變成堅硬的固態或（huò）玻璃態。橡膠的玻璃化（huà）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，高聚物分子結構所占有的整個體積分成兩部分（fèn）。一（yī）部分是（shì）分子鏈所占（zhàn）有的空間，而另一部分是分子鏈（liàn）之間的自

由空間。當溫度降低時（shí）分子鏈動能減少，自由空（kōng）間減（jiǎn）少，當溫（wēn）度升高時（shí），分子鏈（liàn）段動能增加，自由空（kōng）間也增加：當溫度達到玻璃化時（shí），急劇

產生內聚力，聚合物膨脹，鏈段（duàn）開始旋轉，鏈段擁有（yǒu）的能量足以使鏈段活動起來所以自由空間的體積突然增加。

高聚（jù）物在玻璃化溫度以上的總自由體積等（děng）於（yú）玻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（gāo）分子固態物

料，在升（shēng）至（zhì）玻（bō）璃化溫度以後，隨著溫度的升高物料自由體積會增加（jiā），其比容也會加大，但由於螺槽容積的限（xiàn）製（zhì）會使物料產生內壓，並有加（jiā）速

固體床（chuáng）的作用。

當高聚物的物理形態發（fā）生（shēng）變化時，許多物理性質如比熱容，比容，密度（dù），導熱係數，膨脹係數（shù），折（shé）光指數，介電常數（shù）等都跟著變化，因此利

用（yòng）這些關係可以測定（dìng）聚合物（wù）相變溫度和高聚物性質。

對於理解塑料（liào）在料筒中加熱，塑料化過程中從加料段向壓縮（suō）段物態轉變，溫升（shēng），溫升速率，螺杆轉速（sù），背壓等工藝因素（sù）的影響將起重（chóng）要作用。

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

2 熔化溫度（熔點）

熔化溫度是指結晶型聚合物從高分（fèn）子鏈結構（gòu）的三維有序態轉變為無序的（de）粘流態時的溫（wēn）度。轉變點（熔點（diǎn））對於低分子材料來說，熔化過程是

非常（cháng）窄的，有（yǒu）較明顯的熔點；而（ér）對於結晶型高聚物來說（shuō），從達到玻璃化溫（wēn）度就開始軟化（huà），但從高彈（dàn）態轉變為粘流（liú）態的液（yè）相時卻（què）沒有明顯的熔

點，而是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，熔化溫度或溫度範（fàn）圍都是變相點。有較明顯的變化範圍，從分子結構觀點（diǎn）看，都是大鏈段運動的結果。

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

注塑時，料筒的第（dì）三段溫度（靠近嘴溫的溫度）都要設定在熔點以上，然後以降低15~20度的溫度梯度依次設定第二（èr）段和第一段的料筒溫度

為宜（yí）。

3 分解溫度及燃燒特性

熱分解溫（wēn）度是指（zhǐ）在氧氣存在條件下，高聚物（wù）受熱後開始分解的溫度範（fàn）圍。依聚合物化學結構式不同而有顯著的差異，此外（wài）還與物料的（de）形態有

關（guān）。在注（zhù）塑過程中，無論是在預塑（sù）階段（duàn）還是在注射階段，隻要聚合物局（jú）部溫度達到分解溫度，高（gāo）分子物料就會訊速生成低（dī）分子量（liàng）的（de）可燃性物

質。聚合物的熱分解在（zài）氧氣充足條件下是放熱反（fǎn）應（yīng），產生的熱會繼（jì）續加熱聚合物。當聚（jù）合物達到燃點時就會燃燒，燃燒體係的溫度是（shì）否會上

升，產生的燃燒（shāo）熱是否和體係進行對流，都與熱分解溫度，比熱容以及導熱（rè）係數等物理性能有密切關係。

注（zhù）塑時，對聚合物分解溫度的控製是十（shí）分重要的，否（fǒu）則分解（jiě）出燃（rán）燒物質不僅會影響製品質量，還會腐蝕設備，危害人體。

三聚合物降解及（jí）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，氧氣，

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

在注（zhù）塑中力，水，氧通過溫度對聚（jù）降解起重要影響（xiǎng），在高溫時（shí）氧（yǎng）和水（shuǐ）更能使聚合物分解。剪切力（lì）的作用會因高溫時聚合物粘度的降（jiàng）低而減小。

熱降解是指某些聚合物在高溫下時（shí）間過長，發黃變色，降（jiàng）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部結構有關；是否有分解的雜質有關；能引起高聚物降解的雜質（zhì），一般都是（shì）熱降解的崔化

劑，如：PVC 分解的產物是（shì）氯化氫，POM分解產物是甲醛（quán），它們有著（zhe）加劇高聚物（wù）降解的作用。

所謂（wèi）熱穩定性是指聚合物（wù）在高溫（wēn）下分子（zǐ）鏈抗化學分（fèn）解能力及耐化（huà）學（xué）變化的溫度熱降解溫度稱為穩定性溫度略高於分（fèn）解溫度。對於某些熱穩定

較差的聚合物，其溫度範圍隻有（yǒu）5~15度。

溫度的（de）高低和變化範圍對聚合物的降解有影響外，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）反複加工後熱降解和（hé）融熔指

數有著較大的差（chà）異。在正常溫度下PS, PC, PP,經數次加工後融熔指數升高的傾（qīng）向。而PE，抗衝（chōng）擊PS醋酸（suān）纖維素等有下降（jiàng）的現象。

聚（jù）合物在剪切應力作用下纏結著的大（dà）分（fèn）子在外力作用下（xià），沿力（lì）的方向上發生流動，分子鏈之間發生解脫，當解脫發生（shēng）障礙時，分子鏈將受到

很大的牽引力，當超過鏈的（de）強度就發（fā）生鏈斷（duàn）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塑劑含量時，力的降解作用會減小。

注塑中某些（xiē）塑料（liào）的水解作用是經常發生的，水解作用是（shì）由（yóu）於在聚合物中存在有可以水解的化學基團。如：酰胺（àn），酯，腈等，或在氧化作用下

形成可被（bèi）水解的基（jī）團。如果這些基團在（zài）分子的主鏈上，水解作用會（huì）使主鏈斷鏈而降解。由於某些聚合（hé）物有水解作用，因此對這些塑料的吸濕

性應加以注意。

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