一（yī）、一般物理（lǐ）性能

1總熱容量

總熱容量是指注塑物料在注塑工藝溫度（dù）下的總熱容量。

2 熔化熱

熔（róng）化（huà）熱又（yòu）稱熔化（huà）潛熱，是（shì）結晶型聚合物在形成或（huò）熔化（huà）晶體時所需要的能量。這部分能（néng）量是用（yòng）來熔化高分子結晶（jīng）結構的，所以注塑結晶型聚合

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量要多。

對於非結晶型聚合物無（wú）需熔化潛熱。使POM達到注塑溫度需熱（rè）約452/g(100.8cal/g),PS隻需要375J/g即可（kě）熔化。

3 比熱容（róng）

比熱容是單位重量的物料溫度上升1度時所需熱量[J/kg.k]。

不同高聚物的比熱容是不同的，結晶型（xíng）比非對麵型要高。因為加熱（rè）聚合物時，補充的（de）熱能不僅要消耗在溫度升（shēng）上，還（hái）要消耗在使高分子結構

的（de）變化上，結晶型必須（xū）補充熔化潛熱所需的熱淚盈眶量才能使物料熔化。

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

一般冷卻要比（bǐ）熔化快，因為大（dà）體上料（liào）筒與物料溫差小，熔料與模具溫差大。加熱時間取（qǔ）決於料筒內壁與料層（céng）之間的溫差和料（liào）層厚（hòu）度。

4熱（rè）擴散係數

熱擴散係數是指溫度在加（jiā）熱（rè）物料中傳遞的速度，又稱導熱係數其（qí）值是由單位質量的物料溫度升高1度時所需的熱量（比（bǐ）熱容）和材料吸收（shōu）熱

量的速度（導熱係數）來決定。

壓力對熱擴（kuò）散係數影響小，溫度對其影響較大。

5導熱係數

導熱係（xì）數反映了材料傳播熱量的速（sù）度。導熱係數（shù）愈高，材料內（nèi）熱傳遞愈快。由於聚合物導熱（rè）係數（shù）很低，所以無論在料筒中加熱還是（shì）其熔體在

模具（jù）中冷卻，均（jun1）需花一定時間。為了提高加熱和冷卻效率，需采取一些技術（shù）措施。如：加熱料筒要求有一（yī）定的厚度，這不僅是考慮強度，同

時（shí）也是為了增加熱慣性，保（bǎo）證物料能良好穩定地傳熱，有時（shí）還利用聚合物的（de）低（dī）導熱特性，采用熱流（liú）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率減少，但是使製品的拉伸（shēn）強度，斷裂（liè）伸長，剛度硬（yìng）度以及軟化溫度提高；使壓縮性，衝擊強度，流

動性，耐蠕變性能（néng）降（jiàng）低。

在注塑過程（chéng）中，聚合物經曆著冷卻—加熱—冷卻反複的熱（rè）過程溫（wēn）度，梯度和聚合物形態的變化都很大，所以密度也在不斷地發生變化，這（zhè）對（duì）

注塑製品質量起著重要的（de）影響。

比容反映了單位物質所（suǒ）占有的體（tǐ）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（gè）種狀態下的膨脹與壓縮，製品的尺寸收（shōu）縮

等方（fāng）麵是非常重要的參數。

7 膨脹係數與壓縮係數

比容在恒壓下由溫度而引（yǐn）起（qǐ）的變（biàn）化，即為膨脹係數。聚合物（wù）從高（gāo）溫到低溫表現出比（bǐ）容逐漸減少的收縮特性（xìng）。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（ér）密度加大（dà）。這種性質對於（yú）用壓力來控製製品的質量和尺寸精度

有重要意義。

二（èr） 、聚合物的熱物理性能

1、玻璃化溫度（dù）

聚合物的（de）玻璃化溫度是指線型非結晶型聚合（hé）物由玻璃態向高彈態或者由後者向前者的較變（biàn）溫度（dù）。就是大分子鏈段本身（shēn）開始變形的溫度當溫度

高於玻璃化溫度時，大分子鏈開始自（zì）由活動（dòng），但還不（bú）是（shì）整個（gè）分子鏈（liàn）段（duàn）的運動。這時表現出高彈性的橡膠性能；當低於玻璃化溫度時，鏈段被（bèi）

凍結變（biàn）成堅硬的固態或（huò）玻璃態。橡膠的玻璃化（huà）溫度低於室溫（wēn）。所以橡膠在常溫下處（chù）於高（gāo）彈態。而其它塑料在常溫下是處於脆（cuì）韌性的玻璃態。

高聚物（wù）的自由（yóu）體（tǐ）積（jī）理論認為，高聚物分子結構所占有的（de）整個體積分成兩部分。一部分是分子鏈所占有（yǒu）的空間，而（ér）另一部（bù）分是分子鏈之間的自

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

產生內聚力，聚合物膨脹（zhàng），鏈（liàn）段開始（shǐ）旋轉，鏈（liàn）段擁有的（de）能量（liàng）足以使（shǐ）鏈段（duàn）活（huó）動（dòng）起來（lái）所以（yǐ）自由空間（jiān）的體積突然（rán）增（zēng）加。

高聚物在玻璃化溫度以上的總自由體積等於玻璃（lí）化溫度下的自由體積與熱膨脹係數（shù）乗\以溫升之和。在預塑化時（shí），位於螺槽中（zhōng）的高分子（zǐ）固態（tài）物

料，在升（shēng）至玻璃化溫度以後，隨（suí）著溫（wēn）度的升高物（wù）料自由體積會增加，其比容也（yě）會加大，但（dàn）由於螺槽容積的限製會使物料產生內壓，並有加速

固體床的作（zuò）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，密度，導（dǎo）熱係數，膨脹（zhàng）係數，折光指數，介電常（cháng）數等都跟著變（biàn）化，因此利

用這些關（guān）係（xì）可以測定聚合物相變溫度和高聚物性質。

對於理解（jiě）塑料在料筒中加熱，塑料化過程中從（cóng）加料段向壓縮段物態轉變，溫（wēn）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（yòng）。

這些（xiē）對於控製製（zhì）品脫模時的（de）物性狀態，頂出溫度和頂出時間是重要的。

2 、熔（róng）化溫度（熔點）

熔化溫度是（shì）指（zhǐ）結晶型聚合物從高分子鏈結（jié）構的三維有序態轉變為無序的粘流態時的溫度。轉變點（熔點）對於（yú）低分子材料來說，熔化過程是

非常（cháng）窄的，有較（jiào）明顯的熔點；而對於結（jié）晶型（xíng）高聚（jù）物來說（shuō），從達（dá）到玻璃化溫度就（jiù）開始軟化，但從（cóng）高彈態（tài）轉變為粘（zhān）流態的液相時（shí）卻沒有明顯的熔

點（diǎn），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（huà）溫度（dù）或溫度範圍都（dōu）是變相（xiàng）點。有較明顯的變化範（fàn）圍，從分子結構（gòu）觀點看，都是大（dà）鏈段運動的結果。

一般有增（zēng）塑劑的聚合物熔點要比無增塑劑（jì）的要低（dī），共（gòng）聚（jù）物的熔點要（yào）比組成共聚物中較高均（jun1）聚物的熔點要低（dī）些。

注塑時，料筒的第三段溫度（靠近（jìn）嘴溫的溫度）都要設（shè）定在熔（róng）點以（yǐ）上，然後（hòu）以降低15~20度的溫（wēn）度梯度依次設定第二段和（hé）第一段的料筒溫度

為宜。

3 、分解溫度及燃燒特性

熱分（fèn）解溫度是（shì）指在氧氣（qì）存在條（tiáo）件下，高聚物受熱後開始分解的溫度範圍。依聚合物化學結構式不同而有顯著的差異，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注射階段，隻要（yào）聚合物局部（bù）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

質。聚（jù）合物的熱分解（jiě）在氧（yǎng）氣充足條件下是放熱反應，產生的熱（rè）會繼（jì）續加熱聚合物。當聚合（hé）物達到燃（rán）點時就會燃（rán）燒（shāo），燃（rán）燒體係的溫度是否（fǒu）會（huì）上

升，產生的燃燒熱是否和體係進行對（duì）流（liú），都與熱分（fèn）解溫（wēn）度，比熱容（róng）以及導熱係數等物理性能有（yǒu）密切關（guān）係。

注塑時，對聚合物分解溫度（dù）的（de）控製是十分重要的，否（fǒu）則分解出燃（rán）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（jí）熱穩（wěn）定性

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

水及（jí）光輻射等作用下往（wǎng）往（wǎng）發生降解。降解過程實質量（liàng）大分子鏈發生（shēng）結構（gòu）變化。如發生彈性消（xiāo）失（shī），強度降低，粘（zhān）度（dù）減少或增加等現象。

在注塑中力，水，氧通過溫（wēn）度對（duì）聚降解起重（chóng）要影響，在高溫時氧（yǎng）和水更（gèng）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低而減小。

熱降解是指某些聚合物在高（gāo）溫下（xià）時間過（guò）長，發黃變色，降（jiàng）解，分解（jiě）等現象。

聚合物是否容易發生降（jiàng）解，依其分子內（nèi）部和分子（zǐ）外部結（jié）構有（yǒu）關；是否有分解（jiě）的雜質有關；能（néng）引起高聚物（wù）降解的雜質，一般都是熱（rè）降解的崔化

劑，如：PVC 分解的產物是氯化氫，POM分解產物是甲醛，它們有（yǒu）著（zhe）加劇高聚物降解的作用。

所謂熱穩定性是指聚合物在高溫下分子鏈抗（kàng）化學分解能力及耐化學變化的溫度熱降解溫度稱為穩（wěn）定性溫度略高於分解溫度。對於某些（xiē）熱穩定

較差的聚合物，其溫度範圍隻有5~15度（dù）。

溫度（dù）的高低和變化範圍對聚（jù）合物的降解有影響外，還有在溫度場中所經（jīng）曆的反複加（jiā）工次數有關。不同的聚合物在反複加工（gōng）後熱降（jiàng）解和融熔指

數有著較大的差異。在正（zhèng）常（cháng）溫（wēn）度下PS, PC, PP,經數次加工後融熔指（zhǐ）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（jiǎn）切（qiē）應力作用下纏結著的大分子在外力作用下，沿力的方向上發生流（liú）動，分（fèn）子鏈之間發生（shēng）解脫，當解脫發生障礙時，分（fèn）子鏈將受到

很大的牽引力，當超（chāo）過鏈的強度就發生（shēng）鏈（liàn）斷裂。

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

注塑中某（mǒu）些塑（sù）料的水解作用是（shì）經常發（fā）生的，水解（jiě）作用是由於在聚合物中存在有可以水解的化學基團。如：酰胺，酯，腈等，或在氧化作用下

形成可被水解的基團（tuán）。如（rú）果這些基團在分子的主鏈上，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（sù）料（liào）的吸（xī）濕

性應加以注意。

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