一（yī）， 一般物理性能

1總熱容量

總熱容量是（shì）指注塑物料在注塑工藝溫度下的總（zǒng）熱容量。

2 熔化熱

熔化熱（rè）又稱熔化潛熱，是結晶型聚合物在形成（chéng）或熔化晶體時所需要的能量。這部分能量是用來熔化高分子結晶（jīng）結構（gòu）的，所以注（zhù）塑結晶型聚合

物時要比注塑非結（jié）晶型料達到指定熔化（huà）溫度下所需的能量要多。

對於非結（jié）晶型聚合物無需熔化潛熱。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

比熱容是單位重量的物料溫度上升1度（dù）時所需（xū）熱量（liàng）[J/kg.k]。

不同高聚物的比熱（rè）容是（shì）不同的，結晶型比非對麵型要高。因為加熱聚合物時，補充的熱能不僅（jǐn）要消耗在溫度升上，還要消耗在（zài）使高分子結構

的變化（huà）上，結（jié）晶（jīng）型必須補充熔化潛熱所需（xū）的熱淚盈眶量才（cái）能使物（wù）料熔化。

注塑過（guò）程中，塑料加熱（rè）或冷卻特性是由（yóu）聚合物的熱含量與溫差所決定的。熱傳遞速率正比於被加熱材料和熱源之間（jiān）的溫差。

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

4熱擴散係數

熱擴散係（xì）數是指溫度在加（jiā）熱物料中傳（chuán）遞的速度，又稱（chēng）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（比熱容（róng））和材料吸收熱（rè）

量的速度（導熱係（xì）數）來決定。

壓力對熱擴散係數影響小，溫度對其影響較大。

5導熱係（xì）數

導熱係數反映了材料傳播（bō）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，所以無（wú）論在料（liào）筒（tǒng）中加熱還是其熔體在

模具中冷（lěng）卻，均需花一定時間。為了提高加熱和冷卻效率，需采取一（yī）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（dù），同

時也是為了增加熱慣性，保證物料能良好穩定（dìng）地傳熱，有時還（hái）利用聚合物的低導熱特性（xìng），采用熱流道（dào）模具等。聚合物（wù）導熱係數隨溫度升高而

增加（jiā）。結晶型塑料的（de）導熱係數對溫度的依（yī）賴性（xìng）要比（bǐ）非結（jié）晶型的顯著。

6 密度與比容（róng）

密（mì）度增加會使製品中的氣體（tǐ）和溶劑滲透率減少（shǎo），但是使製品的拉伸強度，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。

在注塑過程中，聚合物經曆著冷卻—加熱—冷卻反複（fù）的熱過程溫度，梯度和聚（jù）合物形（xíng）態的變化都（dōu）很（hěn）大，所以密度也在不斷地發生變化，這對

注（zhù）塑製（zhì）品（pǐn）質量起著重要的影響。

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，各種狀態下的膨脹與壓縮（suō），製品的尺寸收縮

等方麵是（shì）非常重（chóng）要的參數。

7 膨脹係數與壓縮係（xì）數

比容在恒壓下由溫（wēn）度而引（yǐn）起（qǐ）的變化，即為膨脹係數。聚合物從高溫到低溫表現出比容逐（zhú）漸減少的收縮特性。聚（jù）合物比容不僅（jǐn）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（huà），壓力增高比容減小而密度加大。這種性質對於用壓（yā）力來控製製品的質量和尺（chǐ）寸精度

有重要意義。

二 聚合物（wù）的熱物理性能

1玻（bō）璃化溫度

聚合物的玻璃化溫度是指線型非結晶型（xíng）聚合物（wù）由玻璃態向（xiàng）高彈態或者由後者向前者的（de）較變溫度。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（dà）分子鏈開（kāi）始自由活動，但還（hái）不是整個分子鏈段（duàn）的運動。這時表現出高彈性的橡膠性能；當（dāng）低於玻璃（lí）化溫度時，鏈段被

凍結變成堅硬的固態或玻（bō）璃態。橡膠的玻璃化溫（wēn）度（dù）低（dī）於室溫。所以（yǐ）橡膠在常溫（wēn）下處於高彈態。而其它塑料在常溫下是處於（yú）脆韌（rèn）性的玻璃態。

高聚物的自由體積理論（lùn）認為，高（gāo）聚物分子結構所占有的整個體（tǐ）積（jī）分成兩部分。一部分是分子鏈所占有的空間，而另一部分是分（fèn）子鏈之間的自

由空間。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，分子鏈（liàn）段動能增加，自（zì）由空間也增（zēng）加：當溫度達到玻璃化時（shí），急劇

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

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

料，在升至玻璃化溫度（dù）以後，隨著溫（wēn）度的升高物料自由體積會（huì）增加，其比容也（yě）會加大，但由於螺槽容積的限製會使物料產生內壓，並（bìng）有加速

固體床的（de）作（zuò）用。

當（dāng）高聚物的物理形態發生變化時，許多物理性質如比熱容（róng），比容，密度，導熱係數，膨脹係數，折光指數（shù），介電常數等（děng）都跟著變化，因此利

用這些關係可以測定聚合物相變溫度和高聚物（wù）性（xìng）質。

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

這些對於控製製（zhì）品脫模時的物性狀態，頂出溫度和頂出時間是重要的。

2 熔化溫度（熔點）

熔化（huà）溫度是指結晶型聚合物從高分子鏈結構的（de）三維有序態轉變為無序的粘流態時的溫度。轉變點（熔（róng）點）對（duì）於低分（fèn）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（jù）物來說，從達到玻璃化（huà）溫度就開始軟化（huà），但從高（gāo）彈態轉（zhuǎn）變為粘流態的液相時卻沒有明顯的熔

點，而是有一個向粘流態轉變的溫度範圍。

對高（gāo）聚物（wù）來說，玻璃化溫（wēn）度，熔化溫度或溫度（dù）範圍都是（shì）變（biàn）相點。有較明顯（xiǎn）的變化範圍（wéi），從分子結構觀點看，都是大鏈段運動（dòng）的結果。

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

注塑（sù）時，料筒（tǒng）的第三段溫（wēn）度（靠近嘴溫的溫度）都要設定在熔（róng）點以上，然後（hòu）以降低15~20度的溫度梯度（dù）依次設定第二段和第一段的料筒溫度

為宜。

3 分解溫度及燃燒特性

熱（rè）分解溫度是指在氧氣存在條（tiáo）件下，高聚物受熱後開（kāi）始分解的溫度範圍。依聚合物化學結構（gòu）式不同而有顯著的差異，此外還與物（wù）料的形態有

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

質。聚合（hé）物（wù）的熱分解在氧氣充足條件下是放熱反（fǎn）應，產生的熱會繼續加熱聚合物。當聚合物達到燃點時就會燃燒，燃燒體（tǐ）係的溫度是否會上

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

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。

三聚合物降解及熱穩定性

所（suǒ）謂（wèi）降解，是指遞解分解作（zuò）用（yòng），在高分子化學中，通（tōng）常是（shì）指在（zài）化學或物理作用下，聚合物分（fèn）子（zǐ）的聚合度降（jiàng）低（dī）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（liàn）發（fā）生結構變化。如發生彈性消失（shī），強度降低，粘度減少或增加等現象。

在注塑中力，水，氧（yǎng）通過溫度對聚降解起重要（yào）影響，在高溫時氧和水更能使聚合物分解。剪切力的作用會因高（gāo）溫時聚合物粘度的降低而（ér）減小。

熱降解是指某些聚合（hé）物在高溫下時間過長，發黃變色，降解，分解（jiě）等現象。

聚合物是否容易發生降解，依其分子（zǐ）內部和分子外（wài）部結（jié）構有關；是否有分解的雜質有關；能引起高聚物（wù）降解的雜（zá）質（zhì），一般（bān）都是熱降解（jiě）的崔（cuī）化

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

所謂熱穩定性是指（zhǐ）聚合物在高溫下分子鏈抗化學分解能力及耐化（huà）學變化（huà）的溫（wēn）度（dù）熱（rè）降解溫度稱（chēng）為穩定性溫度略高於（yú）分解溫度（dù）。對（duì）於某些熱穩定

較差的聚合物，其溫度（dù）範圍隻有5~15度。

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

數有著較大的差異。在正常溫度下PS, PC, PP,經數（shù）次加工後融熔指數升高的傾（qīng）向。而PE，抗衝擊PS醋酸纖維素等有下降的現象（xiàng）。

聚合物在剪切（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（shēng）流動，分子鏈之間發生解脫，當解脫發（fā）生障礙時（shí），分子鏈將受到

很大（dà）的牽引力，當超過鏈的強度就發（fā）生鏈斷裂（liè）。

實驗證明：剪切（qiē）應力.剪切速率越高，分子量（liàng）降解速度越快，斷裂的鏈越短；當提高加熱溫度（dù）或增塑劑（jì）含量時，力的（de）降解作用會減小。

注塑中（zhōng）某些塑料（liào）的水解作用是（shì）經（jīng）常發生的，水解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（zuò）用下

形成可被水（shuǐ）解的基團。如果這些基團在分（fèn）子的（de）主鏈上，水解作用會使（shǐ）主鏈斷鏈而降解。由於某些聚合物有水解作（zuò）用，因（yīn）此（cǐ）對這些塑料的吸濕

性應加以注意。

有的塑料具有（yǒu）吸濕或凝集水分傾向，因為它們含有極性親（qīn）水基（jī）團，如ABS, PMMA, PA, PC, PPO等，在注塑中都需要（yào）幹燥處理，防此水（shuǐ）解。

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文章關鍵詞：塑（sù）料性能