一、一般物理性能

1總熱容量

總熱容量是指注塑物料在注（zhù）塑工藝溫度下的總熱容量。

2 熔化熱

熔化熱又稱熔化潛熱，是結晶型聚合物在形成或熔化晶體（tǐ）時所（suǒ）需要的能量。這部分能量是用來（lái）熔化高分子結晶結構的，所以注塑結晶型聚合

物時要比注塑非結晶型料達到指定熔化溫度（dù）下所（suǒ）需的能量要多。

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

3 比熱容

比熱容是單（dān）位（wèi）重量的物料溫度上升1度時所需熱量[J/kg.k]。

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

的變化上，結（jié）晶型必（bì）須補充熔化潛熱所需的熱淚盈眶量才能使物料熔化。

注塑過（guò）程中，塑料加熱或冷卻特性是由聚合物的熱（rè）含量與溫差（chà）所決定的。熱傳遞速率正比（bǐ）於（yú）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（tǐ）上料筒與物料溫差小，熔料（liào）與模具溫差（chà）大。加熱時間取決（jué）於料筒內壁（bì）與料層之間（jiān）的溫差和料層（céng）厚度。

4熱擴散係數

熱擴散係數是指溫度在（zài）加熱物料中傳遞的速度，又稱導熱（rè）係數其（qí）值是由單位質量的物料溫度升高1度（dù）時所需的熱量（比熱容）和材料（liào）吸收熱

量的速度（dù）（導熱係數）來決定。

壓力（lì）對熱擴散係數（shù）影響小（xiǎo），溫度對其影響較（jiào）大。

5導熱係（xì）數

導熱（rè）係數反（fǎn）映了材料傳播熱量的（de）速（sù）度。導熱（rè）係（xì）數愈高，材料內熱（rè）傳遞愈快。由於聚合物導熱係（xì）數很低（dī），所以無論在（zài）料筒中加（jiā）熱還是其熔體（tǐ）在

模具（jù）中冷卻，均需花一定時間。為了（le）提高加熱和冷卻效率，需采取一些技術措施。如（rú）：加（jiā）熱料筒要求有一（yī）定的厚（hòu）度，這不僅是考慮強度，同

時也是為了增（zēng）加（jiā）熱慣性，保證物料（liào）能良好穩定地傳熱，有時還利用聚合物的低導熱特性，采用熱（rè）流道模（mó）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（fēi）結晶型的顯著。

6 密（mì）度與比容

密度增加會使製（zhì）品中（zhōng）的氣體和溶劑滲透率減少，但是使製品的拉伸強度，斷裂伸長，剛度硬度以及軟化溫度提高；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（wù）經曆（lì）著冷卻—加熱（rè）—冷卻反複的熱過程溫度（dù），梯（tī）度和聚合物（wù）形（xíng）態的變化都很大，所以（yǐ）密度也在不斷地發生變化，這對

注塑製品質量起著重要的影響。

比容反映了（le）單（dān）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（gòu）所占有的空間，各種（zhǒng）狀態下的膨脹與壓縮，製品（pǐn）的尺寸收縮

等方（fāng）麵是非常重要（yào）的參數。

7 膨脹係數（shù）與壓縮係數

比容在恒（héng）壓下由溫度而（ér）引（yǐn）起的變化，即為膨脹係數。聚合物從（cóng）高溫到低（dī）溫表現出比容（róng）逐（zhú）漸減少的（de）收縮特性。聚合（hé）物比容不僅（jǐn）取決於溫（wēn）度而（ér）且（qiě）

取決於壓力。聚合物比容在不同溫度下都隨壓力而（ér）變化，壓力增高比容減（jiǎn）小而密度加大。這種性質對於用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指線型非結晶型聚合物由玻璃態向高彈態或者由後者向前者的較變溫度。就是大分（fèn）子鏈段本身開始變形的溫度當溫度

高於玻璃化溫度時，大分子鏈開始自由活動，但還不是整個分子鏈段的運動。這時表現出高彈性（xìng）的橡膠性（xìng）能；當低於玻璃化溫度時（shí），鏈段被（bèi）

凍結變成堅硬的固態（tài）或玻璃態。橡（xiàng）膠（jiāo）的玻璃（lí）化溫度低於室溫。所以橡膠在常溫下處於高彈態。而其它塑料在常溫下是處於脆韌性的玻璃態。

高聚物的自由體積理論認為，高（gāo）聚物分（fèn）子結構（gòu）所占有的整個體積分成兩部分。一部（bù）分是分子鏈所（suǒ）占有的空間（jiān），而另一部分是分子鏈之間的自

由空間。當溫度降（jiàng）低時分子鏈動能減少，自由（yóu）空間減少，當（dāng）溫度升高時，分子鏈（liàn）段動能增加，自（zì）由空間也增加：當溫度達到玻璃化（huà）時，急劇

產生內聚力，聚合（hé）物膨脹，鏈段開始（shǐ）旋轉，鏈段擁有的能量足以使鏈（liàn）段活動起來（lái）所以自由空間的體積突然增加。

高聚（jù）物在（zài）玻璃（lí）化溫度以（yǐ）上的總自由體（tǐ）積等於（yú）玻璃化溫度下的自由體積與（yǔ）熱膨脹係數乗\以溫升之和。在預塑化時，位（wèi）於螺槽中的高分（fèn）子固態物

料，在升至玻璃化溫度以後，隨著溫（wēn）度的升高物料自由（yóu）體積會增加，其比容也會加大，但由於螺槽（cáo）容積的限製（zhì）會使物料產生內壓，並有加速

固體床的作用（yòng）。

當高聚物的物理形態發生變化時，許多物（wù）理性質如比熱容，比容，密（mì）度（dù），導（dǎo）熱係數（shù），膨脹係數，折光指數，介電（diàn）常數等（děng）都跟著變化，因此利（lì）

用這（zhè）些關係可以測定聚合物相（xiàng）變溫度和（hé）高聚物性（xìng）質。

對於理（lǐ）解塑料在料筒中加熱，塑料化過程中從加料段向壓縮段物態轉（zhuǎn）變，溫升，溫升速率，螺（luó）杆轉速，背（bèi）壓等工藝因素的影響（xiǎng）將起重要作用。

這些對於控製（zhì）製品（pǐn）脫（tuō）模時（shí）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（wéi）無（wú）序（xù）的粘流態（tài）時的溫（wēn）度。轉變點（熔點）對於低分（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（xíng）高聚物來（lái）說，從達到玻璃化（huà）溫度就開始軟化，但從高彈態轉（zhuǎn）變為粘流態的液相（xiàng）時卻沒有明顯的熔

點，而是有一個向（xiàng）粘流態轉變的溫度範圍。

對高（gāo）聚物來說，玻璃化溫度，熔化溫度或溫度範圍都是變相點。有較明顯（xiǎn）的變化範圍，從分子結構觀點（diǎn）看，都（dōu）是大鏈段運動的結果。

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

注（zhù）塑時，料筒的第三段溫度（靠近嘴溫的溫度）都要設定在熔點以上（shàng），然後以降低（dī）15~20度的溫度梯（tī）度依次設定第（dì）二段和第一段的料筒溫（wēn）度

為宜（yí）。

3 、分解（jiě）溫度及燃燒特性

熱分解溫度是指在氧氣存在條（tiáo）件下，高聚物（wù）受熱後開始分（fèn）解的溫度範圍。依聚合物化學結構式不同而有顯著的（de）差異，此外（wài）還與物料的形態（tài）有

關。在注塑過程中，無論（lùn）是在預塑階段還（hái）是在注射階段，隻要聚合物局部溫度達到分解溫度，高分子物料就會訊速生成低分子量的可燃性物

質。聚合物的熱分（fèn）解在氧氣充足條件下是放（fàng）熱反應，產生的熱會繼續加熱聚合物。當聚合物達（dá）到燃點（diǎn）時就會燃燒，燃燒體係的溫度是否會上

升，產生的（de）燃燒熱是否和體係進行對（duì）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（xì）。

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（huì）腐蝕設備，危（wēi）害人體。

三、聚合（hé）物降解（jiě）及（jí）熱穩（wěn）定性（xìng）

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

水及光輻射（shè）等作用（yòng）下往往發生降解。降解過程實質量大（dà）分子鏈發生結構變化。如（rú）發生彈性（xìng）消失，強度降低，粘度減少或增加（jiā）等現象。

在注塑中力，水，氧通過溫度對聚降解起重要影響，在高溫時氧和水更（gèng）能使聚合物分解。剪切（qiē）力（lì）的作用會因高溫時聚合（hé）物粘度的（de）降低而減小。

熱（rè）降解是指某些聚合物在高溫下時間過長，發黃變色，降解，分解等現象。

聚（jù）合物是否（fǒu）容易發生降解（jiě），依其分子內部和分子（zǐ）外部結構有關；是否有分解的雜質有關；能引起高（gāo）聚物降解的雜質，一般都是熱降解的崔化

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

所（suǒ）謂熱穩定性是指聚合物在高溫（wēn）下分子鏈抗化學分解能（néng）力及耐化學變（biàn）化的溫度熱降解溫（wēn）度稱為穩定性溫度略高於分解溫度。對於某些熱穩定

較差的聚合物，其（qí）溫度範圍隻有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（dù）場中（zhōng）所經曆的反複加工次數有關。不同的（de）聚合物在（zài）反複加（jiā）工後熱降解和（hé）融熔指（zhǐ）

數有著較大的（de）差異。在（zài）正常溫度下PS, PC, PP,經數（shù）次加工後融熔指數（shù）升高的傾向。而PE，抗衝擊（jī）PS醋（cù）酸纖維素等有下降的現象。

聚合物在剪切應（yīng）力作（zuò）用下纏結著的大分子在外（wài）力作用下（xià），沿力的方向上發（fā）生流動，分子鏈之間（jiān）發生解脫，當解脫發生障礙時，分子鏈將受到

很大（dà）的牽引力，當超過鏈的強（qiáng）度就發生鏈斷（duàn）裂。

實驗證（zhèng）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（dù）或增塑劑含量（liàng）時，力的降解作（zuò）用會減小。

注塑中某些塑料的水解作用是經常（cháng）發生的，水解作用是由於在聚合物中存在有可以水解（jiě）的化學基（jī）團（tuán）。如：酰胺，酯，腈（jīng）等，或在氧化作用下

形成可被水（shuǐ）解的基團。如果這些基團在分（fèn）子的（de）主（zhǔ）鏈上，水解作用會（huì）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（zhù）意。

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

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文章關鍵詞：塑（sù）料性能