一， 一般物理性（xìng）能

1總熱容量（liàng）

總（zǒng）熱（rè）容（róng）量是指注塑（sù）物料（liào）在注塑工藝（yì）溫度下的總熱容量。

2 熔化熱

熔化熱又稱（chēng）熔化潛熱，是結晶型聚合物在形成或（huò）熔（róng）化晶體時所需要的能量。這部分能量（liàng）是用來熔化高分子結晶結構的，所以注塑結晶（jīng）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（wù）無需熔化潛熱。使POM達到注塑溫度需熱約（yuē）452/g(100.8cal/g),PS隻（zhī）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度時所需熱（rè）量[J/kg.k]。

不同高聚物的比熱容是不同的，結晶型比非（fēi）對麵型要（yào）高。因為加熱聚合物（wù）時，補充（chōng）的熱能不僅要消耗在溫度升上，還（hái）要消（xiāo）耗在使高分子結構

的變（biàn）化上，結晶（jīng）型（xíng）必須補充熔化潛熱所需的熱淚盈眶量才能使（shǐ）物（wù）料熔（róng）化。

注塑過程中，塑料加熱或冷卻特性是由聚合物的熱含量與溫差所決定的。熱傳遞速率正比於被（bèi）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（liào）筒與物料溫差小，熔料與模具溫差大。加熱時間（jiān）取決於料筒內壁與料層之間的溫差和料層厚度（dù）。

4熱擴散係數

熱擴散係數是指溫度在加熱物料中（zhōng）傳遞的速度，又稱導熱係數（shù）其值是由單位質量的物（wù）料溫度升高1度時所需的（de）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（kuò）散係數影響（xiǎng）小，溫度對其影響較大。

5導熱係數

導熱係數反映了材（cái）料傳播熱量（liàng）的速度。導熱（rè）係數愈高，材料內熱傳遞愈快（kuài）。由於聚合物導熱係數很低，所以無論在（zài）料筒中加熱還是其熔（róng）體在

模具中冷卻，均需（xū）花一定時間。為（wéi）了提高加（jiā）熱和冷卻（què）效率，需采取一（yī）些技術措施。如（rú）：加熱料筒要求有一定（dìng）的厚度，這不僅是考慮強度，同

時（shí）也是為了（le）增加熱慣性，保證物料能良好穩定地（dì）傳熱，有時還利用聚合物的低導熱特性，采用熱流道模具等。聚（jù）合物（wù）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（dù）的依賴性要比非結晶型的顯著。

6 密度與比容

密度（dù）增加會使製（zhì）品（pǐn）中的氣體和（hé）溶（róng）劑（jì）滲透率減少，但是使製品的拉伸強度，斷裂伸長，剛（gāng）度硬度以及軟化溫度（dù）提高；使壓縮性，衝（chōng）擊強（qiáng）度，流

動性，耐蠕變性（xìng）能降（jiàng）低。

在注塑過程中，聚（jù）合物經曆著冷卻—加熱—冷卻反複的熱（rè）過程溫度，梯度和聚合物形態的（de）變化都很大，所以密度也在不斷地發生變化（huà），這對

注塑製品質量（liàng）起著重要的影響。

比容反映了單（dān）位物質所占有的體積。這是（shì）一個衡（héng）量在（zài）不同工藝條（tiáo）件下高分子結構所占有的空間，各種狀態（tài）下的膨（péng）脹與壓縮，製品的尺寸收縮

等方麵是非常重要的參數。

7 膨（péng）脹係數與壓縮係數

比容在恒壓下由（yóu）溫度而（ér）引起的變化，即為膨脹係數。聚合（hé）物從（cóng）高溫到低溫表現出比容逐漸減（jiǎn）少（shǎo）的收縮特性。聚合物比容不僅取決（jué）於溫度而且

取決（jué）於壓力。聚合物比（bǐ）容在不同溫度下都隨（suí）壓力而（ér）變化，壓力增高比容減小而密度加大。這種性質（zhì）對於用壓力（lì）來控製製品的質量和尺寸精度

有重要意（yì）義。

二 聚合物的熱（rè）物理性能

1玻璃（lí）化（huà）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（yóu）後者（zhě）向前者的較變溫度。就是大分子（zǐ）鏈段本身開始變形的溫度（dù）當溫（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

凍結（jié）變成堅硬的固態或（huò）玻璃態。橡（xiàng）膠的玻璃（lí）化溫度（dù）低於室溫（wēn）。所以橡膠在常溫下處於高彈（dàn）態。而其它（tā）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，高聚物分子結構所占有的整個體積分成兩部分。一部分是分子（zǐ）鏈所占（zhàn）有的空間，而另一部分是分子（zǐ）鏈之間的自

由（yóu）空間。當溫度（dù）降低時分子鏈動能減少，自由空間減少，當溫度升高時，分子鏈段動能增加，自由空間也增加：當溫度達到玻（bō）璃化時，急劇

產生內聚力，聚合物膨脹，鏈段開始旋轉，鏈段擁有的能量足以（yǐ）使鏈段活動起來所以自由（yóu）空間的體積（jī）突然增加。

高（gāo）聚物在玻璃（lí）化溫度以上的總自由體積等於玻璃化溫度下的自（zì）由體積與熱膨脹係數（shù）乗\以溫升之和。在（zài）預塑（sù）化時，位於螺槽（cáo）中的高分子固態物

料，在升至玻璃化溫度以後，隨著溫（wēn）度的升（shēng）高物料自由體積會增（zēng）加（jiā），其比（bǐ）容也（yě）會加大，但由於螺槽容積的（de）限製會使物料產生內壓（yā），並有加速

固體床的作用。

當（dāng）高聚物的物（wù）理形態發生變化時，許多物（wù）理性質如（rú）比熱容，比容，密度，導熱係數，膨脹係數，折（shé）光指數，介電常數等都（dōu）跟著變化（huà），因此（cǐ）利

用（yòng）這些關係可以測定聚合物相變溫度和高聚物性（xìng）質。

對於理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變，溫升，溫升速率，螺杆轉速，背壓（yā）等（děng）工藝因素的影（yǐng）響將起（qǐ）重要作用。

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

2 熔（róng）化溫度（熔點）

熔化溫度是指結晶型聚合物從高分子鏈結構的三維有序態轉變（biàn）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（shì）

非常窄的，有較明顯的（de）熔點；而對於結晶型（xíng）高聚物來說，從達到玻璃化溫度就開（kāi）始軟化，但從高彈態轉變為粘流態的液相時卻沒有明（míng）顯的熔（róng）

點，而是有一個（gè）向粘流態轉變的溫度範（fàn）圍（wéi）。

對高聚物來說，玻璃化溫度（dù），熔化溫度或溫（wēn）度範圍（wéi）都是變相點。有較明顯的變化範圍，從（cóng）分子結構觀點看，都是大（dà）鏈段運動的（de）結果。

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

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

為宜。

3 分解溫度及燃燒特性

熱分解溫度是指在氧氣存在條件下，高聚物受熱後（hòu）開始分解的溫度範圍。依聚合物（wù）化學結（jié）構式不同而（ér）有顯著的差異，此外還與物料的形（xíng）態有

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

質。聚合物的熱分解在氧氣充足條件下是放熱反應，產生的熱會繼續加熱（rè）聚合物。當聚合物達到燃（rán）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進（jìn）行對流，都與熱分解溫度，比熱容以及導熱係數等物理性（xìng）能（néng）有密切關係。

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不僅會影響製品質量，還會腐（fǔ）蝕設備，危害人（rén）體。

三聚合物降（jiàng）解及熱穩定性

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

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

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

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

聚合物是（shì）否容易發生降（jiàng）解，依其分子內部和分子外部結構有關；是否有分解的雜（zá）質有（yǒu）關；能引起高聚物降解的雜質，一般都是熱降解的崔化

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

所（suǒ）謂（wèi）熱穩定性是指（zhǐ）聚合物在高溫下分子（zǐ）鏈抗化學分解能力及耐化學變化的溫度熱降解溫度稱為穩定性溫度略高於分解溫度。對於某些熱穩（wěn）定

較差的聚合物，其溫度範圍隻有5~15度。

溫度（dù）的高低和變化範圍對聚合（hé）物的（de）降解（jiě）有影響外，還有在溫度場中所經曆的反複加（jiā）工次數（shù）有關（guān）。不同的聚合物（wù）在反（fǎn）複加工後熱降解和融熔指

數有（yǒu）著較大的（de）差異。在正常溫度下PS, PC, PP,經數次加工後（hòu）融（róng）熔指數升（shēng）高的傾向。而PE，抗衝擊PS醋（cù）酸纖（xiān）維素等有下降的現象。

聚合物（wù）在剪切應力作用下纏結著的大分子在外力作用下，沿力的方向上（shàng）發生流動，分（fèn）子鏈之（zhī）間（jiān）發生解脫，當解（jiě）脫發生障礙時，分（fèn）子鏈將受到

很大的牽引力，當超過鏈的強度就發生鏈斷（duàn）裂。

實驗（yàn）證明：剪切應力（lì）.剪切速率越高（gāo），分子（zǐ）量降解速度越（yuè）快，斷裂（liè）的鏈越短；當提高加（jiā）熱溫度或增塑劑含量時，力的降解作用（yòng）會減小。

注塑中（zhōng）某些塑料的水解作用是經常發生的，水解作用是由於在聚合物中存在有可以水解（jiě）的（de）化學基團。如：酰胺，酯，腈等，或在氧化（huà）作用下

形成可被水解的基團。如果這些基團在分（fèn）子的主鏈上，水解作用（yòng）會使主鏈（liàn）斷（duàn）鏈而降（jiàng）解。由於某些聚合物有水解作用，因此對這些塑料的（de）吸濕（shī）

性應加以注意（yì）。

有的塑料具有吸（xī）濕或凝（níng）集水分傾向（xiàng），因為它們含有極性親水基團（tuán），如ABS, PMMA, PA, PC, PPO等，在注塑中都需要幹燥處理，防此（cǐ）水解。