一（yī）， 一般物理性能

1總熱容量

總熱容量是指注塑物料在注塑工藝溫度下的總熱容量。

2 熔化熱

熔化熱又稱熔化潛（qián）熱（rè），是結晶型聚合物在（zài）形（xíng）成或熔化晶體時（shí）所（suǒ）需要的能量。這部（bù）分能量是用來熔化高分子結晶結構的，所以注塑結（jié）晶型（xíng）聚合

物時要比注（zhù）塑非結晶型料達到指定熔化溫度下所需的能（néng）量要多。

對於非結晶型聚合物無需熔化潛熱。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

比熱容是單（dān）位重量（liàng）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同的，結晶型比非對麵（miàn）型（xíng）要高。因為加（jiā）熱聚合物時，補（bǔ）充的熱能不僅要消耗在溫度（dù）升上，還要消耗在使高分子結構

的變化上（shàng），結晶型必須補充（chōng）熔化潛熱（rè）所需的熱淚盈眶量才能使物料（liào）熔化（huà）。

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（dì）速率正比（bǐ）於被加熱材料和熱源之間的溫差。

一般冷卻（què）要比熔化快，因為大體上料筒與物料溫差小，熔料與模具溫差大。加熱時間（jiān）取決於料筒內壁與料層之間的溫差和料層厚度。

4熱擴散係（xì）數

熱擴散係數是指溫度在加熱物料中傳遞的（de）速度，又稱導（dǎo）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（sù）度（導熱係數）來決（jué）定。

壓力對熱擴散係數（shù）影響小，溫度對其影響較大。

5導熱係數

導熱係數反映了材料傳（chuán）播熱（rè）量的速度。導熱係數愈高，材料內（nèi）熱傳遞愈快（kuài）。由於聚合（hé）物導熱係數很低，所以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率，需采取一些技（jì）術措施（shī）。如：加熱料筒（tǒng）要（yào）求有一定的厚度，這不僅是考慮強（qiáng）度，同

時（shí）也是（shì）為了增（zēng）加熱慣（guàn）性，保證物料能良好穩定地傳熱（rè），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。結晶型塑料的導熱係數對溫度的依賴性要比非（fēi）結晶型的顯（xiǎn）著。

6 密度與比（bǐ）容

密度增加會使製品中的氣體和溶劑滲透率減少，但是使製品的（de）拉（lā）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（dù），流

動性，耐蠕變性能降低。

在注（zhù）塑過程中，聚（jù）合物經曆著冷卻（què）—加熱—冷卻反複的熱過程溫度，梯度和聚合物形態（tài）的變化都很（hěn）大，所以密度也在不斷地發生變化，這對

注（zhù）塑製品質量起著（zhe）重要的影響。

比容反映了單位物質所占有的體積。這是一個（gè）衡量在（zài）不同工（gōng）藝條件下高分子結構（gòu）所占有的空間，各種狀態下的膨脹與壓縮，製（zhì）品的尺寸收縮

等方麵是非常重要的參數（shù）。

7 膨脹係數與壓縮係數

比（bǐ）容在恒壓下由溫（wēn）度而引起的變化，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（wù）比容不僅取決（jué）於溫度而且（qiě）

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

有重要意義。

二 聚合物的熱物理性能

1玻（bō）璃化溫度

聚合（hé）物的玻璃化（huà）溫度是指線型非結晶型聚合物（wù）由玻（bō）璃（lí）態向高彈態或者由（yóu）後者向前者的較變（biàn）溫度。就是大分子鏈段本（běn）身開始變形的溫度當溫度

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

凍結變成堅硬的固（gù）態或（huò）玻璃態。橡膠的玻（bō）璃化溫度低於室（shì）溫（wēn）。所以橡膠在（zài）常溫下（xià）處於高彈態。而其它塑（sù）料在常溫下是處於（yú）脆韌性的玻璃態。

高聚物的自由（yóu）體積理論認為，高聚物分子結構所（suǒ）占有的整個體積分成兩部分。一（yī）部分是分子鏈所占（zhàn）有的空間，而另一部分（fèn）是分子鏈之間的自

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

產生內（nèi）聚力，聚合物膨脹，鏈段開始旋轉，鏈（liàn）段（duàn）擁有的能量（liàng）足以使鏈段活動起來所以（yǐ）自由（yóu）空間的體（tǐ）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）於玻璃化溫度下的自由體積與熱膨脹係數（shù）乗\以溫（wēn）升（shēng）之和。在預塑化時，位於螺（luó）槽中的高分（fèn）子固態物

料，在升至玻璃化溫度以後（hòu），隨著溫度的升高物料自由體積會（huì）增加，其比（bǐ）容也會加大，但由於螺槽容積的限製會使（shǐ）物料產生內壓（yā），並有加速

固體（tǐ）床的作用。

當高聚物的物理形態發生（shēng）變（biàn）化時，許多物理性質（zhì）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

用這些關係（xì）可以測定聚合物相變（biàn）溫度和高聚（jù）物性質（zhì）。

對於理解塑料在料筒中加熱，塑料化過程中（zhōng）從加料段向（xiàng）壓縮段物態轉變，溫升，溫升速率（lǜ），螺杆轉速，背壓等工藝因素的影響將起重要作用。

這些對於控製製品脫模時的物性狀態，頂出溫度和頂出時間是（shì）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子鏈結（jié）構的三維（wéi）有序（xù）態轉變為無序的粘流態時的溫度。轉變點（熔點）對於低分子（zǐ）材料來說，熔（róng）化過程是

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

點，而（ér）是有一個向粘流態轉變的溫度範圍。

對高聚物來說，玻璃（lí）化溫度，熔化溫度或溫度範圍都（dōu）是變相點。有較明顯的變化範圍，從分子結構觀點看，都是大鏈段運動的結果。

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

注塑時，料筒的第三段溫度（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（shè）定第二段和第（dì）一段（duàn）的料筒溫度

為宜。

3 分解溫度及燃燒特性（xìng）

熱分解溫度是指在（zài）氧氣存在條件下（xià），高聚（jù）物受（shòu）熱後開始分（fèn）解的溫度範圍。依聚（jù）合物化學結構式（shì）不同而有顯著的差異，此外還與物料的形態（tài）有

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

質。聚合（hé）物的熱（rè）分解在氧氣（qì）充足條（tiáo）件下是放熱反應（yīng），產生的熱會（huì）繼續加熱聚合物。當聚合物達到燃點時就會燃燒，燃燒體係的溫度是否會上

升，產生的燃燒熱是否和體係進行（háng）對流，都與熱分（fèn）解溫度，比熱容以及導熱係數等物理性能有（yǒu）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，否則分解出燃燒物質不僅會影響製品質量，還會腐蝕（shí）設備，危害人體。

三聚合物降解及（jí）熱穩定性

所（suǒ）謂降解，是指遞解分解（jiě）作用，在高分子化學中，通（tōng）常是指在化（huà）學或物理作用下，聚合（hé）物（wù）分子的聚合度降（jiàng）低過程（chéng），聚（jù）合物在熱，力，氧氣，

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

在注塑中力，水（shuǐ），氧通過溫（wēn）度對聚降解起（qǐ）重要影響，在（zài）高溫時（shí）氧和水更能使聚合物分解。剪切力的（de）作用會因高溫時聚合物粘度的降低而減小。

熱降解（jiě）是指某些聚合物在高溫下時間過長，發黃變（biàn）色，降解，分解等現象。

聚合物是否容易發生降解（jiě），依其分子（zǐ）內部和分子外（wài）部結構有關；是否有分解的（de）雜質有關（guān）；能引起（qǐ）高聚物降（jiàng）解的雜質（zhì），一般都（dōu）是熱降解的崔（cuī）化

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

所謂熱（rè）穩定性是指聚合物在高溫下（xià）分子鏈抗化學（xué）分解（jiě）能力及耐（nài）化學（xué）變化（huà）的溫度熱降解（jiě）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（chà）的聚合（hé）物，其溫度範圍隻有5~15度。

溫度（dù）的高低和變化範圍對聚（jù）合（hé）物的降解有影（yǐng）響外，還有在溫度（dù）場中所經曆的反複加工（gōng）次數有關。不同的（de）聚合物在反複加工後熱降解和融（róng）熔指（zhǐ）

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

聚合物（wù）在剪切應力作用下纏結著的大分子在外力作用下，沿力的方向（xiàng）上發生流動，分子鏈之（zhī）間發（fā）生（shēng）解脫，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（duàn）裂。

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

注塑中某些塑料的（de）水解作用是（shì）經常發生的，水解作用是（shì）由於在聚合物中存在有可以水（shuǐ）解的化學（xué）基團（tuán）。如：酰胺，酯，腈等，或在氧化作用下

形成可被水解的基團。如果這些基（jī）團在分子的（de）主鏈上，水解作用會使主鏈斷（duàn）鏈而（ér）降解。由於某些聚合物有（yǒu）水解作用（yòng），因（yīn）此對這（zhè）些塑料的吸濕

性應加以注意。

有的（de）塑料具有吸濕或凝集水分傾向，因為它們含有極（jí）性親水基團，如ABS, PMMA, PA, PC, PPO等，在注塑中（zhōng）都需要幹燥處理（lǐ），防此水（shuǐ）解。