一， 一般物理性能

1總熱容量

總（zǒng）熱容量是指注（zhù）塑（sù）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（róng）化潛熱，是結晶型（xíng）聚合物在形成或熔化晶體時（shí）所需要的能量。這部分能量是用來熔化高分（fèn）子結晶結構的，所（suǒ）以注塑（sù）結晶型聚合

物時要比注塑非結晶型料達到指定（dìng）熔化溫度下所需的（de）能量要多（duō）。

對於非結晶（jīng）型聚合物無需熔化潛（qián）熱。使POM達到注塑溫度需熱約（yuē）452/g(100.8cal/g),PS隻需要375J/g即可熔化。

3 比（bǐ）熱容

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（jù）物的比熱容是不同的，結晶型比非對麵型要高。因為加熱聚合物時，補充的熱能不僅要消耗在溫度升上，還要（yào）消耗在使高分子結構

的變化上，結晶型必須補充熔化潛熱所需的熱淚盈眶量才（cái）能使物料熔化。

注塑過（guò）程中，塑料加熱或冷卻（què）特性是由聚合物的熱含量與溫差（chà）所決定的。熱傳（chuán）遞速率正（zhèng）比於被加熱材料和熱源之間的溫差。

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

4熱擴散係數

熱擴散係數是指溫度（dù）在加熱物料中傳遞的速度，又稱導熱係數其值是由單位質量的物料（liào）溫度升（shēng）高1度時所需的熱量（比熱容）和材料吸收熱

量的速度（導熱係數）來（lái）決定。

壓力對熱擴散係數影響小，溫（wēn）度對其（qí）影響較大。

5導熱係數

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

模具中冷卻（què），均需花一定時間。為（wéi）了提（tí）高加熱和冷卻效率，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（yě）是為了增加熱慣性，保證物料能（néng）良好穩定地傳熱，有時還利用聚合物的低（dī）導（dǎo）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（jīng）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（yǔ）比容

密度增加會使製品（pǐn）中（zhōng）的氣體和溶劑（jì）滲透（tòu）率減少，但是使製品的拉伸強度，斷裂伸長，剛度硬度以及軟化溫（wēn）度提高（gāo）；使壓縮性，衝（chōng）擊強度，流

動性，耐蠕變性能降低。

在注塑過程中，聚合物經（jīng）曆（lì）著冷卻—加熱—冷卻反複的熱過程溫度，梯度和聚合物形（xíng）態的變化都很大，所以密度也在不斷地發生變化，這對

注塑製品質量起（qǐ）著（zhe）重要的影響。

比容反映了單位物質（zhì）所占有的體積。這是一個衡量在不同工藝條件下高分子（zǐ）結構所占有（yǒu）的空間（jiān），各種狀態下的膨脹與壓縮，製品的（de）尺寸收（shōu）縮

等方麵是非常重要的參數。

7 膨脹係數與壓縮係數

比（bǐ）容（róng）在（zài）恒壓下由溫度而引起的變化，即為膨脹係數。聚（jù）合（hé）物從高（gāo）溫到低溫表現出比容逐漸減少的收縮特（tè）性。聚（jù）合物比容不僅（jǐn）取決於溫度而且（qiě）

取決於壓力。聚合物比容在（zài）不同溫（wēn）度下都（dōu）隨壓（yā）力而變化，壓力增高比容減小（xiǎo）而密度加大。這種性質對於用（yòng）壓（yā）力來控製（zhì）製品的質量和尺寸精度（dù）

有重要意義。

二 聚合物的熱物理性（xìng）能（néng）

1玻璃化溫度

聚合物的玻璃化溫度是指線型非結晶型（xíng）聚合物由玻璃態向高彈態或者由後者（zhě）向前者的較（jiào）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（shí），大分子鏈開始自由活動，但還不是整個分子鏈段的運（yùn）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

凍結（jié）變成堅硬的固（gù）態或玻璃態。橡膠的玻璃化溫度低於室溫。所以橡膠在常溫下處於高彈態。而其它塑料在（zài）常溫下是（shì）處於脆韌性的玻璃態。

高聚物的自由體積理論認為，高聚物分子結構所占有的整個體積（jī）分成兩部分。一部（bù）分是（shì）分子鏈所占有的空間，而另（lìng）一部分是分子鏈之間的自

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

產生內聚力，聚（jù）合物膨脹，鏈段開（kāi）始旋轉，鏈段擁有的能量足以使鏈（liàn）段活動起來所以自由空間的體積突然增加。

高聚物在玻璃化溫（wēn）度以上的總自由體積等於玻璃化溫度下（xià）的自由體積與熱膨脹係數乗\以溫升之和（hé）。在預塑化時，位於螺槽中的高分子（zǐ）固態物

料，在升至玻璃化溫度以後，隨著溫（wēn）度的升高物料自由體積會增加，其比容也會加大（dà），但（dàn）由於螺槽容（róng）積的限（xiàn）製會使（shǐ）物料（liào）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，密度，導熱係數，膨脹係數（shù），折光（guāng）指數，介（jiè）電常（cháng）數等都跟著變化，因此利

用這些關係可以測定聚合物相變溫度和（hé）高聚物性質。

對於理（lǐ）解塑料在料筒中（zhōng）加熱，塑料化（huà）過程中（zhōng）從加料段（duàn）向壓縮段物態轉變，溫升，溫升速（sù）率，螺（luó）杆轉速，背壓等工藝因素的影響（xiǎng）將（jiāng）起重要作（zuò）用。

這些對於控製製品脫模時的物性狀態，頂出溫（wēn）度和頂（dǐng）出時間是重要（yào）的。

2 熔化溫（wēn）度（熔點）

熔化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（zhuǎn）變（biàn）點（熔點）對於低分子材料來說，熔化過程是

非常窄（zhǎi）的，有較明顯的熔點；而對於結（jié）晶（jīng）型高聚物（wù）來說，從達到玻璃化溫度就開始軟化，但從高彈態轉變（biàn）為粘流態的液相時卻沒有明顯的熔（róng）

點，而是（shì）有一個（gè）向粘流態（tài）轉變（biàn）的溫度範圍。

對高聚物來說，玻璃化溫度（dù），熔化溫度或溫度範圍都是變相點。有較明顯的變（biàn）化範（fàn）圍（wéi），從分（fèn）子結構觀點看，都是大鏈段運動的（de）結（jié）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），共聚物的熔點要比組成共聚物中較高均聚物（wù）的熔點要低些（xiē）。

注塑時，料筒的第三段溫度（靠近嘴溫的（de）溫度）都要設定（dìng）在熔點以上，然後以（yǐ）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（dù）

為宜（yí）。

3 分解溫度及燃燒特性

熱（rè）分解溫度是指在氧氣存在條件下，高聚（jù）物（wù）受熱後（hòu）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（wài）還與（yǔ）物料的形態有

關。在注（zhù）塑過程中，無論是在（zài）預（yù）塑階段還是在注射階（jiē）段，隻要聚合物局部溫度達到分解溫度，高（gāo）分子物料（liào）就會訊速生（shēng）成低分子量的可燃性物

質（zhì）。聚合物的熱分（fèn）解在氧氣充足條件（jiàn）下是放熱反應，產生的熱會（huì）繼續加熱聚合物。當（dāng）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（xì）進行對（duì）流，都與熱（rè）分解溫度，比熱容以及導熱係數等物理性能有密切關係。

注（zhù）塑時，對聚合物分解溫（wēn）度（dù）的控製是十分重要的，否則分（fèn）解出燃（rán）燒物質不僅會影響製品質量（liàng），還會腐蝕設備（bèi），危害人體。

三聚合物降（jiàng）解及熱穩定性

所謂降解，是指遞解分解作用（yòng），在高分子化（huà）學中，通（tōng）常是指在化學或物（wù）理作用下，聚合物分子的聚合度降低過程，聚合物在熱，力，氧氣，

水及光輻射（shè）等作用下往往發生降解。降解過程實（shí）質量大分子鏈發生結構變化。如發（fā）生彈性消失，強度降低，粘度減（jiǎn）少（shǎo）或增（zēng）加等現象。

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

熱降解是指某些聚（jù）合物在高溫（wēn）下時間過長，發黃變色，降解，分解等現象。

聚（jù）合物是否容易發生降解，依其分子內部（bù）和分子（zǐ）外部結構有關；是否有分解的雜質有關；能引（yǐn）起高聚物降解的雜質，一般（bān）都是熱降解的崔化

劑，如：PVC 分解的產物是氯化氫（qīng），POM分解產物是甲醛，它們（men）有著加劇高聚物降解的作（zuò）用。

所謂熱穩定性是指聚合物在高溫下分子鏈抗化學分解能力及耐化學變化（huà）的（de）溫度熱降（jiàng）解溫度稱為穩定（dìng）性溫度略高（gāo）於分解溫度。對於某（mǒu）些熱穩定（dìng）

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（hé）物的降解有影響外，還有在溫度場中所（suǒ）經曆的反複加工次數有關。不同的聚合（hé）物在反複加工後熱（rè）降解和融（róng）熔指

數（shù）有著較大的差異。在正常溫度下PS, PC, PP,經數次加工後融熔（róng）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。

聚合物在剪切應力（lì）作用（yòng）下纏結著的大分子在外力作用下，沿力（lì）的方向上發生流（liú）動，分子鏈之（zhī）間發生解脫，當（dāng）解脫發生障礙時（shí），分子鏈將受（shòu）到

很大的牽引力，當超過鏈的強度就發生（shēng）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，斷裂的鏈越短；當（dāng）提高加熱溫度或增塑（sù）劑含量時，力（lì）的降解作用會減小。

注塑中某些塑料的（de）水解作用是經常發生的（de），水（shuǐ）解作用（yòng）是由於在聚合物中存在有可以水解的化（huà）學基（jī）團。如：酰胺，酯，腈等，或在氧化作用下

形成可被（bèi）水（shuǐ）解的（de）基團。如果（guǒ）這些基團在分子的主鏈上（shàng），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。

有的塑料具有吸濕或凝集水分傾向，因為它（tā）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。

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