一， 一般物理性能

1總熱容量（liàng）

總熱容量是指注塑物料在注塑工（gōng）藝溫度下的總（zǒng）熱容量（liàng）。

2 熔化熱

熔化熱又稱熔化潛熱，是結晶型（xíng）聚（jù）合物在形成或熔化晶體時所需（xū）要的能量。這部分能量（liàng）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型料達到指定熔（róng）化（huà）溫度下所需的能量要多（duō）。

對於非結晶型（xíng）聚合物（wù）無需（xū）熔化潛熱。使POM達到注塑溫（wēn）度需熱約452/g(100.8cal/g),PS隻需要375J/g即可熔化。

3 比（bǐ）熱容

比熱（rè）容是單位重量的（de）物料溫度上升1度時（shí）所需熱量[J/kg.k]。

不（bú）同高聚物的比熱容是不同的，結晶（jīng）型比非對麵型要高。因為加熱聚合物時，補充的熱能不（bú）僅要消耗在溫度升上，還要消耗（hào）在（zài）使高分子結構

的變化上，結晶型（xíng）必須補充熔化潛熱所需的（de）熱淚盈眶量（liàng）才能（néng）使物料熔（róng）化。

注塑過程（chéng）中，塑料加熱或冷卻（què）特性是由（yóu）聚合物的熱含量與溫差所決定的。熱傳遞（dì）速（sù）率正比於被加熱材料和熱源之間的溫差。

一般冷（lěng）卻要比（bǐ）熔化快，因為大體上料筒與物料溫（wēn）差（chà）小（xiǎo），熔料與模具溫差大。加熱時間取決於料筒內壁（bì）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速度，又稱（chēng）導熱係數其值是由單位質量的（de）物料溫度升高1度時所需的熱量（liàng）（比熱（rè）容）和材料吸收熱

量的速度（dù）（導熱係數）來決（jué）定。

壓力對熱（rè）擴散係數影響小，溫度對其影響較大。

5導熱係數

導熱（rè）係（xì）數反映了材料傳播熱量的速（sù）度（dù）。導熱係數愈高，材料內熱（rè）傳遞愈（yù）快。由於聚（jù）合（hé）物導熱（rè）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，均需花一定時間。為了提高加熱（rè）和（hé）冷卻效率，需采取一些技術措施。如：加熱料筒要求有一定的厚度，這不僅是考慮強度，同（tóng）

時也是為了（le）增（zēng）加熱慣性，保證物料（liào）能良好（hǎo）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（mó）具等。聚合物導熱（rè）係（xì）數隨（suí）溫度升高而

增加。結晶型塑（sù）料的導熱係數對溫度的依賴性要比非結晶型的顯著。

6 密度與比（bǐ）容（róng）

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

動性，耐蠕變性能降低（dī）。

在（zài）注塑過程中，聚合物經曆（lì）著冷卻—加熱—冷卻反複的熱過程溫度，梯度和聚合物形態的變化都（dōu）很大，所以（yǐ）密度也在（zài）不（bú）斷地發生變化，這對

注塑製（zhì）品質（zhì）量起著重要的影（yǐng）響。

比容反（fǎn）映了單位物質所占（zhàn）有的體積。這是一個衡量在不同工藝條件下高分子（zǐ）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

等方麵是非常（cháng）重要（yào）的參數。

7 膨脹係數與壓縮係數（shù）

比容在恒壓下由（yóu）溫度而引起的變化，即為膨脹係數。聚合物從（cóng）高溫到低（dī）溫表（biǎo）現出比容逐漸減少的收（shōu）縮特性。聚合物比容不（bú）僅取決於溫度（dù）而且

取決於壓（yā）力。聚合物（wù）比（bǐ）容在不同溫度下都（dōu）隨壓力而變化，壓力增（zēng）高比容減（jiǎn）小而密度加大。這種（zhǒng）性質對於用壓力來控製製品的質量和尺（chǐ）寸精度

有重要（yào）意義。

二 聚合物的熱物理性能

1玻（bō）璃化溫（wēn）度

聚合物的玻璃化溫度（dù）是（shì）指線型非結晶型聚合物由玻璃態向高彈態或者由後者向（xiàng）前者的較變溫（wēn）度。就是大分子鏈段本身開始變形的溫度當溫度

高於玻璃化溫度時，大分子鏈（liàn）開（kāi）始自由活（huó）動（dòng），但還不（bú）是整（zhěng）個（gè）分子鏈段的運動。這時（shí）表現出高彈性的橡膠性能；當低於玻璃化溫度時，鏈段被

凍結變成堅硬的固態或玻（bō）璃（lí）態（tài）。橡膠的玻璃化溫度低於室溫（wēn）。所（suǒ）以橡膠在（zài）常溫下處於高彈態。而其它塑料在常（cháng）溫下（xià）是處於脆韌性的玻璃（lí）態。

高聚（jù）物的自由體積理論認為，高聚物分子結構（gòu）所占有的整個體積分成兩部分。一部分（fèn）是分子鏈（liàn）所占（zhàn）有（yǒu）的空間，而另一部（bù）分是分子鏈之（zhī）間的自

由空間。當溫度降低時分子鏈動能減少，自由（yóu）空間（jiān）減少，當溫度（dù）升高時，分子鏈段動能增加，自由空間也（yě）增加：當溫度達到玻璃化時（shí），急劇

產生內聚力，聚合（hé）物膨脹，鏈段開始旋轉，鏈段擁（yōng）有的能量足以使（shǐ）鏈段活動起來所以自由（yóu）空（kōng）間的體積（jī）突然增加。

高聚物在（zài）玻璃化溫（wēn）度以（yǐ）上的總自由體積等於玻璃化溫度下的自由體積與熱膨脹係（xì）數乗\以溫（wēn）升之和。在（zài）預塑化時，位（wèi）於螺槽中的高分子固（gù）態物

料，在升至玻璃化（huà）溫度以後，隨著溫度的（de）升高物料自由體（tǐ）積會增加，其比容也會加大，但由於螺（luó）槽容積的限製（zhì）會使（shǐ）物料產生內壓，並有（yǒu）加速

固體床的作用。

當高聚（jù）物的（de）物理形態（tài）發生變化時，許（xǔ）多物理性質如比熱容，比容，密度，導（dǎo）熱係數，膨脹係數，折光指數，介電常數等都跟著變化，因此利

用這些關係可以測定聚合（hé）物相變溫度和高聚物性質。

對於理解塑料在料筒（tǒng）中加熱，塑料化過程中從加料段向壓縮段物態轉變，溫升，溫升速（sù）率，螺杆轉速，背壓等工藝因素的（de）影響將起重要作用。

這些對於控製製（zhì）品脫模時（shí）的物性狀態，頂出溫度和頂出時間是重（chóng）要的。

2 熔化溫度（熔點）

熔化溫度是指（zhǐ）結（jié）晶型聚合物從高分子鏈結構的三維有序態轉變為無（wú）序的粘流態時（shí）的溫度。轉變點（熔點）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（bō）璃化溫（wēn）度就開始軟化（huà），但從高彈（dàn）態轉變為粘流態的（de）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，玻璃化溫度，熔化溫度（dù）或溫度範圍都是變相點。有較（jiào）明顯的變（biàn）化範圍，從（cóng）分子結構觀點看，都是（shì）大鏈段運動的結果。

一般有增塑劑的聚合物熔點（diǎn）要比無增塑劑（jì）的要低，共（gòng）聚物的熔點要比組成共聚物中較高（gāo）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（yǐ）上，然後以降低15~20度的溫度梯度依次設定第二段和第一段的料（liào）筒溫度

為（wéi）宜。

3 分解（jiě）溫度及（jí）燃燒特性

熱分解（jiě）溫度是指在氧氣（qì）存在條件下，高聚物受熱（rè）後開（kāi）始分解的溫（wēn）度範圍。依聚合物化學結構式不同（tóng）而有顯著的差異，此外（wài）還與物料的形態有

關。在注塑過程中，無論是在預塑階段（duàn）還是（shì）在注射階（jiē）段，隻要聚合物局部（bù）溫（wēn）度達到分解溫度，高分子物料就會訊速生（shēng）成低分子量的可燃性物

質。聚合物的熱分解在氧氣充足條件下是放熱反應，產生的熱會繼續加熱聚合物。當聚合物（wù）達到燃點時（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（dōu）與（yǔ）熱（rè）分解溫度，比熱（rè）容以（yǐ）及導熱係數等物理（lǐ）性（xìng）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的，否則（zé）分解出燃燒物質不僅會影響製品（pǐn）質量，還會腐蝕設備，危害人體。

三聚合物降解及熱穩定性

所謂（wèi）降解，是指遞解分解作用，在高分子化學中，通常是指在（zài）化學或物理作用（yòng）下，聚合物分子的聚合度降（jiàng）低過程，聚合物在熱，力，氧氣，

水及光輻射（shè）等作用下往往發生降（jiàng）解。降解過程實質量大（dà）分子鏈發生（shēng）結構變化。如發（fā）生彈性消失，強（qiáng）度降低（dī），粘度減少或增加（jiā）等現象。

在注塑中力（lì），水，氧通過溫度對聚降解起重要影響（xiǎng），在高溫時氧和水更能使聚合（hé）物分解。剪切力的作用會因高溫時聚合（hé）物粘度的降（jiàng）低而減小（xiǎo）。

熱降（jiàng）解是指某些聚合（hé）物在高溫下時間（jiān）過長，發黃變色，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部結構有關；是否（fǒu）有分解的雜質有關（guān）；能引起高聚物降解的雜（zá）質（zhì），一般都是熱降解（jiě）的崔化

劑，如：PVC 分解的（de）產物（wù）是氯化氫，POM分解產物是甲醛，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）分子鏈抗化學分解能力及耐化學變化（huà）的溫度熱降（jiàng）解溫（wēn）度稱為穩定性溫度略高於分解溫度。對於某些熱穩（wěn）定

較差的聚合物，其溫度範圍隻有（yǒu）5~15度。

溫度的高低和變化範圍對聚合物的降（jiàng）解有影響外，還（hái）有在溫度（dù）場中所（suǒ）經曆的反複加工次數有關。不同的聚合物在反複加（jiā）工後（hòu）熱降解和融熔指

數有著較大的差（chà）異。在正常溫（wēn）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醋酸纖維素等有下降的現象。

聚（jù）合物在剪切應力作用下（xià）纏結著的大（dà）分子在外力作用下，沿力的方向上發（fā）生流（liú）動，分子鏈之間發生解（jiě）脫，當解脫發生障礙（ài）時，分子鏈將受到

很大的牽引力，當超過鏈的（de）強度就發生鏈斷裂。

實驗證明：剪（jiǎn）切應力.剪切速率越高，分子量降解速度越快（kuài），斷裂的鏈越短；當提高加熱溫度或增塑（sù）劑含量時，力（lì）的（de）降解作用會減小。

注塑中某些塑料的水解（jiě）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（huò）在氧化作用下

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

性應加以注意。

有的塑料具（jù）有（yǒu）吸濕或凝集水分傾向，因為它們含（hán）有極性親水基（jī）團，如ABS, PMMA, PA, PC, PPO等，在注塑中都需要幹燥處理，防此水解。

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文章關鍵詞：塑料性（xìng）能