一（yī）、一般（bān）物理性能

1總（zǒng）熱容量

總熱容量是指（zhǐ）注塑物料在注塑工藝溫度下的總熱容量。

2 熔（róng）化熱

熔化熱又稱熔化潛熱，是結晶型（xíng）聚合物在形成或熔化晶體時所需要的能量。這部分能量是用來熔化高（gāo）分（fèn）子（zǐ）結晶結（jié）構的，所以注塑結晶型聚合

物時要比（bǐ）注塑非結晶型料達（dá）到指定熔化溫度下所需的能量要多。

對於非結晶型聚（jù）合物無需熔化潛熱。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 比熱容

比熱容是單位重（chóng）量的（de）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，結晶型比非對麵（miàn）型要高。因為加熱（rè）聚合物時，補充的熱能不僅要（yào）消耗在溫度升上，還要（yào）消耗在使高分子結構（gòu）

的變化上，結（jié）晶型必須補充熔化潛熱所需的熱（rè）淚盈眶量（liàng）才能（néng）使物料熔化。

注塑過程中，塑料加熱或冷卻特性是由聚合物的熱含量（liàng）與溫（wēn）差（chà）所決定的。熱傳遞速率正比（bǐ）於被加熱材料和熱源（yuán）之（zhī）間的溫差。

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

4熱擴（kuò）散係數

熱擴散係數是指溫度在加熱（rè）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（liàng）（比熱容）和材料吸收熱

量的速度（導熱係數）來決定。

壓力對熱擴散係數影響小，溫（wēn）度對其影響較大。

5導熱係數

導熱係數反映了材料（liào）傳播熱量的速度。導熱係數愈高，材料內熱傳遞愈快。由於聚合物導熱係數很低，所以（yǐ）無論在料筒中加熱還是其熔體（tǐ）在

模具中冷卻，均需花一定時間。為了提高加熱（rè）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厚度，這不僅是考慮強度，同

時也是為了增（zēng）加熱慣性，保證物料能良好（hǎo）穩定（dìng）地傳熱，有時還利用聚合物（wù）的低導熱特性，采用（yòng）熱流（liú）道模具等。聚合物導熱係數隨溫度升高而

增加（jiā）。結晶型塑料的導熱係數對溫度的依賴性要比非結（jié）晶型（xíng）的（de）顯著。

6 密度與比容

密（mì）度增加會使製品中的氣體和溶劑（jì）滲透（tòu）率減少，但是使（shǐ）製品的拉伸強度，斷裂伸長，剛度硬度以（yǐ）及軟化溫度提高；使壓縮（suō）性，衝擊強度，流

動性（xìng），耐蠕變性能降低。

在注塑過程中，聚合物經曆著冷卻—加熱—冷（lěng）卻反複的熱過程溫度，梯度和聚合物形態的（de）變化都很大，所以密（mì）度（dù）也在不斷地發生變化，這（zhè）對

注塑製品質量（liàng）起著（zhe）重要的影響。

比容反映了單位物質所占有的體（tǐ）積。這是（shì）一個衡量在不同工藝條件下高（gāo）分子結構（gòu）所占有的空（kōng）間，各種狀（zhuàng）態下的膨脹與（yǔ）壓縮，製品的尺寸收縮

等方麵是非常重要的參（cān）數。

7 膨脹係數與壓縮係（xì）數

比容在恒壓下由（yóu）溫度而引起的變化，即為膨（péng）脹（zhàng）係（xì）數。聚合物從高溫到（dào）低溫表現出比容逐漸減少的收縮特性。聚合物比（bǐ）容不（bú）僅取決於溫度而（ér）且

取決（jué）於壓力。聚合物比容在不同溫度下（xià）都隨壓力而變化，壓力增高比容減小而密（mì）度加大。這種性（xìng）質對於用（yòng）壓力來控製製品的質（zhì）量和尺寸精度

有重要意義。

二 、聚合物的熱物理性能

1、玻璃化溫度

聚合物的玻璃化溫度是（shì）指線型非結晶型聚合物由玻璃態向高彈態或者（zhě）由後（hòu）者向前者的較（jiào）變溫度。就是大分子鏈段本身開（kāi）始變形的溫度當（dāng）溫（wēn）度

高於玻璃化溫度時，大分子鏈開始自由活動，但還不是整個分子鏈段（duàn）的運動。這時表（biǎo）現出高彈性的（de）橡膠性能；當低於玻璃（lí）化溫度時，鏈（liàn）段被

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

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

由（yóu）空間。當溫度降低時分（fèn）子鏈動（dòng）能減少，自由空間減少，當溫度升（shēng）高時，分子（zǐ）鏈段動能增（zēng）加，自由空間也增加：當溫度達到玻璃化時，急劇

產（chǎn）生內（nèi）聚力，聚合物膨脹，鏈段開始旋轉，鏈段擁（yōng）有的能量足以使鏈段活動起來所以自由（yóu）空間的體積突然增加。

高（gāo）聚（jù）物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由體積與熱膨脹係數乗\以溫（wēn）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後，隨著溫度的升（shēng）高（gāo）物料自由體積會增加，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

固體床的作用。

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

用（yòng）這些關係可以測定聚合物相變溫度和高聚物性質。

對於理解塑料在（zài）料筒中加（jiā）熱，塑料化過程中從加料段向壓縮段物態轉變，溫升，溫升速率，螺杆轉速，背壓等（děng）工藝因素的影響將起（qǐ）重要作用。

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

2 、熔化溫（wēn）度（熔點）

熔化溫度是指結晶型聚合物（wù）從高分子鏈結構的三維有序態轉變為無序（xù）的粘流態時的溫度。轉變點（熔點）對（duì）於低分子材料來說，熔化過程是（shì）

非常窄的，有較明（míng）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（ruǎn）化，但從高彈態轉變為（wéi）粘流態的液相時卻（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（lái）說，玻璃化溫度，熔化溫度或（huò）溫度範圍都（dōu）是變相點。有較明顯的變化範圍，從分子結（jié）構（gòu）觀點看，都是大鏈段運動的結果。

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

注塑時（shí），料筒的第三段（duàn）溫度（靠近嘴溫的溫度）都要設定在熔點（diǎn）以上，然後以降低15~20度的溫度（dù）梯度依次設定第二段和第一段的料（liào）筒溫（wēn）度

為宜。

3 、分解（jiě）溫度及（jí）燃（rán）燒特性

熱分解溫度是指在氧氣存在條件下，高聚物受熱後開始分解的溫度範圍。依（yī）聚合物化學結構（gòu）式不同（tóng）而有顯著的差異，此外還與物料的形態有

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

質（zhì）。聚合物的熱分解在氧氣充足條件（jiàn）下是放熱反應，產生的熱會繼續加熱聚合物。當聚合物達到燃點（diǎn）時就（jiù）會燃燒，燃燒體係的溫（wēn）度是否會上

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

注塑（sù）時，對聚合物分解溫度的控製是十分重要的，否則分解出燃燒物質（zhì）不僅會影響製品質量，還會腐蝕設備，危害人體。

三（sān）、聚合物降解及熱穩定性

所謂降解（jiě），是指遞（dì）解分解作用，在高分子化學中（zhōng），通常（cháng）是指在化學或物理作用下，聚合物分子的（de）聚合度降低（dī）過（guò）程，聚（jù）合物在熱，力，氧氣，

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

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

熱降解是指（zhǐ）某些聚合物在高溫下時間（jiān）過長，發黃變色，降解，分解等（děng）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（guān）；是（shì）否有分解的雜質有關；能引起（qǐ）高聚物降解的雜質，一般都是熱降解的崔化

劑，如：PVC 分（fèn）解的產物是氯化氫，POM分解產物是甲醛，它們（men）有（yǒu）著加劇高聚（jù）物降（jiàng）解的作用。

所（suǒ）謂熱穩定性是指聚合物在高溫下分子（zǐ）鏈抗化學分解（jiě）能力及耐化學變化的（de）溫度熱降解溫度稱為穩定性（xìng）溫度略高（gāo）於分解溫度。對於某些熱穩定

較差的（de）聚合物，其（qí）溫度範圍隻有5~15度。

溫度的高（gāo）低和變化範（fàn）圍對聚合（hé）物（wù）的降解有影響外，還有在溫（wēn）度場中所經曆的反複加工次數有關。不同的聚合物在反複（fù）加工後熱降解和融熔指

數有著較大的差異。在正常（cháng）溫度下PS, PC, PP,經（jīng）數次加工後融（róng）熔指（zhǐ）數升高的傾向。而PE，抗衝擊PS醋酸纖維素等（děng）有下降的現象。

聚合物在剪切應（yīng）力作用下纏結（jié）著的大（dà）分子在外力作用下，沿力的方向上發生流動，分子鏈之間（jiān）發生解脫，當（dāng）解脫發生障礙時，分子鏈將受到

很大的（de）牽引力，當（dāng）超過鏈（liàn）的（de）強度（dù）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（zhù）塑中某些塑料的水解作用是經常發生的，水解作（zuò）用是由於（yú）在聚合物中（zhōng）存在有可以水解的化學基團。如：酰胺，酯，腈等，或在氧化作用（yòng）下

形成（chéng）可（kě）被水解的基團。如果這些基團在分子的（de）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（zuò）用，因此對這些塑料的吸濕

性應加以注意。

有（yǒu）的塑（sù）料具有吸濕或凝（níng）集水（shuǐ）分傾向，因為它（tā）們含有極性親水基團，如ABS, PMMA, PA, PC, PPO等，在（zài）注塑中都需要幹燥處理，防此水解。