一（yī）、一般物理性能

1總熱容量

總（zǒng）熱容量是指注塑物料在注塑工藝溫度下的總熱容量。

2 熔化熱

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

物時（shí）要比注塑非（fēi）結晶型料達到指（zhǐ）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（huà）潛熱。使POM達到注塑溫度需熱約452/g(100.8cal/g),PS隻需要（yào）375J/g即可熔化。

3 比熱容

比（bǐ）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（fēi）對麵型要高。因為加熱聚合物時，補充的熱能不（bú）僅（jǐn）要（yào）消（xiāo）耗在溫度升上，還要消耗在使高分子結構

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

注塑過程中，塑料（liào）加（jiā）熱或（huò）冷卻（què）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加（jiā）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（wēn）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（de）溫差和料層厚度。

4熱擴散係數

熱擴散係數是指（zhǐ）溫（wēn）度在（zài）加熱物料中傳（chuán）遞的速度，又稱導熱係數其值是由單位質量的物料溫度升高（gāo）1度時所需的熱量（liàng）（比（bǐ）熱容）和材料吸收熱（rè）

量的速（sù）度（導熱係數）來決定。

壓力對熱擴散係數影響小，溫度對其影響（xiǎng）較大。

5導熱係數（shù）

導熱係數反映了材（cái）料傳播熱量的速度。導熱（rè）係數愈高，材料（liào）內熱傳遞愈快。由（yóu）於聚合物導熱係數很低，所以無論在料筒中加熱還是其熔體在

模具中冷卻，均需花一定（dìng）時間。為（wéi）了（le）提高加熱和冷卻效率，需（xū）采取一些技術措施。如：加熱料（liào）筒要求有一定的厚度，這不僅是考慮強度，同

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

增（zēng）加（jiā）。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（shǐ）製品中的氣體和溶劑滲透率減少，但（dàn）是使製品的拉伸強度，斷裂伸長（zhǎng），剛度（dù）硬度以及軟化溫度提高；使壓縮性，衝擊強度，流

動性（xìng），耐蠕變性（xìng）能降低。

在注（zhù）塑（sù）過程中，聚合物經曆著冷卻—加熱—冷卻反複的熱過程溫度，梯度和聚合（hé）物形態的變化（huà）都很大，所以密度也在不斷地發生變（biàn）化，這對

注（zhù）塑製品質量起著重要（yào）的影響。

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

等方麵是（shì）非常重要（yào）的參數。

7 膨（péng）脹係數與壓縮係數

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

取決於壓力（lì）。聚合物比容（róng）在不同溫度下都隨壓（yā）力而變化，壓力增高比容減小而密（mì）度加大。這種性質對於用壓力來控製製品的質量和尺（chǐ）寸精度

有重要意（yì）義。

二（èr） 、聚合物（wù）的熱物理性（xìng）能

1、玻璃化溫度

聚（jù）合物的玻璃化溫度是指線型非（fēi）結晶型聚合物由玻璃態向高彈態或者由後（hòu）者向前（qián）者的較變溫度。就是大分子鏈段本身開始變（biàn）形的溫度當（dāng）溫度

高於玻璃化溫度時（shí），大（dà）分（fèn）子鏈開始自由活動，但還不是整個分子鏈段的運動。這（zhè）時表現出高彈性的橡膠性能；當低於玻璃化溫度時，鏈段被

凍結變成堅硬（yìng）的固態或玻璃態。橡膠的玻璃（lí）化溫度低於（yú）室溫。所以橡膠在常溫下處於高彈態（tài）。而其它塑料在常（cháng）溫下是處於脆（cuì）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（zhàn）有的整個體積分成兩部分。一部分是分子鏈所占有的空間，而（ér）另一部分是分（fèn）子鏈之間的自

由空間。當溫（wēn）度降低（dī）時分子（zǐ）鏈（liàn）動能減少，自由空間減少，當溫度升高（gāo）時，分子（zǐ）鏈（liàn）段動能增加，自由空間也（yě）增加：當溫度達到玻璃化時（shí），急劇

產生內聚力，聚合物膨（péng）脹，鏈段開始旋轉，鏈段擁有的能量足以使鏈段（duàn）活動起來所以自（zì）由空（kōng）間的體積突然增加。

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

料，在升至玻璃化溫（wēn）度以後，隨著溫度的升高物料（liào）自由體積會增加，其比容也會加大（dà），但由於螺槽容積的（de）限製會使物料產生內（nèi）壓，並有加速

固體床（chuáng）的作用。

當高聚（jù）物的物理形態發生變化（huà）時，許多物理性質（zhì）如比熱容，比容，密度，導熱係數，膨脹（zhàng）係數，折光指數，介電常數等都跟著變化，因此（cǐ）利

用（yòng）這些關（guān）係（xì）可以測（cè）定聚合物相變溫度（dù）和高聚物性質。

對於理解塑料在料筒中加（jiā）熱，塑料化過程中從加料段向壓縮段物態轉變，溫升，溫（wēn）升速率，螺杆轉速，背（bèi）壓等工藝因（yīn）素的影響將起重要作用。

這些對於控製（zhì）製品脫模時（shí）的物性狀態，頂出溫度和（hé）頂出時間是重（chóng）要的。

2 、熔化溫度（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（xù）態轉（zhuǎn）變（biàn）為無序的（de）粘流態時（shí）的溫度。轉變點（熔點）對於低分子材料來說，熔化（huà）過程是

非常窄（zhǎi）的，有較明（míng）顯的熔點；而對於結晶型高聚物來說，從達到玻璃化溫（wēn）度就開始（shǐ）軟化，但從高彈態（tài）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（tài）轉變的溫度範圍。

對高聚物來說，玻璃化溫度，熔（róng）化溫度或溫度範圍都是變相點。有較明顯的變化範圍，從分（fèn）子結構觀點看，都是大鏈段運動的結果。

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

注（zhù）塑時，料（liào）筒的第三段溫度（靠（kào）近嘴溫的溫度）都要設定在熔點以上，然後以降低（dī）15~20度的溫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（wēn）度及燃燒特性

熱分解溫（wēn）度是指在氧氣存在條件下，高聚物受熱後開始分解（jiě）的溫度範圍（wéi）。依（yī）聚（jù）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（tài）有

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

質。聚合物（wù）的熱分解在氧氣充足條件下是放熱（rè）反應，產生的熱會繼續加熱聚合物。當（dāng）聚（jù）合物達到燃點（diǎn）時就（jiù）會燃燒，燃燒體係的溫度是否（fǒu）會上

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

注塑時，對聚合物（wù）分解溫度的控（kòng）製是十（shí）分重（chóng）要的，否（fǒu）則分解出燃燒物（wù）質不僅會（huì）影響製品質量，還（hái）會腐蝕設備，危（wēi）害人體。

三、聚合物降解及熱穩（wěn）定性（xìng）

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

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

在注塑中力，水，氧通過溫度對聚降解起重（chóng）要影響（xiǎng），在（zài）高溫時氧和水更能（néng）使聚合物分解。剪切力的作用會（huì）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溫下時間過長，發黃變（biàn）色，降解，分解等現象。

聚合物是否容易發生降解，依（yī）其分子內部和分（fèn）子（zǐ）外部結構有關（guān）；是否有（yǒu）分解的雜質有關；能引起高聚物降解的雜（zá）質，一般都是（shì）熱降解的崔化

劑，如（rú）：PVC 分解的產物是氯化氫，POM分解產物（wù）是（shì）甲醛，它們有著（zhe）加劇高（gāo）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（liàn）抗化學分解能力及耐化學變化的溫度熱降解溫度稱（chēng）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（hé）物，其（qí）溫度範圍隻（zhī）有5~15度。

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

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

聚合物在剪切應力作（zuò）用下纏結著的大分子（zǐ）在外力作用下，沿力的方向上發生流動，分子鏈之間發（fā）生解脫，當解脫發生（shēng）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裂。

實驗證明：剪（jiǎn）切（qiē）應力.剪切速率越高，分（fèn）子量降解速度越快，斷裂的鏈越短；當提高加熱溫度或增塑劑含量時（shí），力（lì）的降解作用會減小。

注塑中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。如果這些基團在分子的主鏈上，水解作用會使主鏈斷鏈而（ér）降（jiàng）解。由於某些聚合物有水解（jiě）作用，因此對這些塑料的（de）吸濕

性應加以注意。

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