一（yī）、一般物理性能（néng）

1總熱容（róng）量

總熱容量是指注塑物料在注塑工藝溫度下的（de）總熱容（róng）量。

2 熔化熱

熔化熱又稱熔化潛（qián）熱，是結晶型聚合物在形成或熔化晶體時所需要的（de）能量。這部（bù）分能量是用來熔化（huà）高分子結晶結構（gòu）的，所以注（zhù）塑（sù）結晶型（xíng）聚（jù）合

物時要比（bǐ）注塑（sù）非結晶型料達到指定（dìng）熔化溫度下所需的能量要多。

對於非結晶型聚合物無需熔化潛熱。使POM達到注塑溫度需熱約452/g(100.8cal/g),PS隻（zhī）需（xū）要375J/g即（jí）可熔化（huà）。

3 比熱容

比熱容是（shì）單位重量的物料（liào）溫度上升1度（dù）時所需熱（rè）量[J/kg.k]。

不（bú）同（tóng）高聚物的比熱容是不同的，結晶型比非（fēi）對麵型要高。因（yīn）為（wéi）加熱聚合物時，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，結晶型必須補充熔化潛（qián）熱所（suǒ）需的熱淚盈眶量才能使物料熔化。

注（zhù）塑過程中，塑料加熱或冷（lěng）卻（què）特性是由聚合物的熱含（hán）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（chà）。

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

4熱擴散係數

熱擴散係數是指溫度在加熱物料中傳遞（dì）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（dù）時所需的熱量（比熱容）和（hé）材（cái）料吸收熱

量的速度（導熱係數）來決定。

壓力對熱擴散係數影（yǐng）響小，溫（wēn）度對其（qí）影（yǐng）響較大。

5導熱係數

導熱係數反映（yìng）了材料傳（chuán）播熱量的速度。導熱係（xì）數愈（yù）高，材料內熱傳遞愈快。由（yóu）於聚合物（wù）導熱係數很低，所以無論在料筒中加熱還是其熔體在（zài）

模具中冷卻，均需花一定時間。為了（le）提高（gāo）加（jiā）熱和冷（lěng）卻效率，需采取一些技（jì）術措施。如：加（jiā）熱料筒要（yào）求有一定的厚度（dù），這不僅是考慮（lǜ）強度，同

時也是為了增加熱（rè）慣性，保證物料能良好穩定地傳熱，有時還利用聚合物（wù）的低導熱特性，采用熱流道模具等。聚合物導熱（rè）係（xì）數隨溫度升高而

增加（jiā）。結晶型塑料的導熱係數對溫度的依（yī）賴性要比非結晶型的顯著。

6 密度與比容

密度增加會使製品中的氣體和溶劑滲透率減少，但（dàn）是（shì）使製（zhì）品的拉伸強度，斷裂（liè）伸長，剛度硬度（dù）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（guò）程中，聚合物經曆著冷（lěng）卻—加熱—冷卻反複的熱過程溫度，梯（tī）度和聚合物形態的變化都很大，所以（yǐ）密度也在不斷地（dì）發生變化，這對

注塑製品質量起著重要的影響。

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

等方麵是（shì）非常重要的參數。

7 膨脹係數與（yǔ）壓縮係數

比容在（zài）恒壓下由溫度而引起的變（biàn）化，即為膨脹（zhàng）係數。聚（jù）合物從高溫（wēn）到（dào）低溫表現出（chū）比容逐漸減少的收（shōu）縮特（tè）性。聚（jù）合物比容不僅取決於（yú）溫度而且

取決於壓力。聚合物（wù）比容在（zài）不同溫度下都隨壓（yā）力而變化，壓力增高比容減小而密度加（jiā）大。這種性質對於用壓力來控（kòng）製製品的質（zhì）量和尺寸精度（dù）

有重要意義（yì）。

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（shì）指線型非結晶型聚（jù）合物由玻璃態向高彈態或者由後者向前者的較變（biàn）溫度。就（jiù）是（shì）大分子鏈段本身開始變形的溫度當溫（wēn）度

高於玻璃化溫度時，大分子鏈開始自由（yóu）活動，但還不是（shì）整（zhěng）個分子鏈段的運動。這時（shí）表現出高彈性（xìng）的橡膠性能；當低於玻璃化溫度時，鏈段被

凍結變成堅硬的固態或玻璃態。橡膠的玻璃化溫度低於室溫。所以橡（xiàng）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（lí）態。

高聚物的自由體積理論認為，高聚物分子結構（gòu）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，而另一部分是分子鏈之間（jiān）的自

由空間。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（shí），分子鏈段（duàn）動能增加（jiā），自由空間也增加：當溫度達到玻璃化時（shí），急劇

產生內聚力，聚合物膨脹（zhàng），鏈（liàn）段開始旋轉，鏈段擁有的能量足以使鏈段活（huó）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（yú）玻璃（lí）化溫度下的自由體積與熱（rè）膨脹係數乗\以溫升之和。在預塑化時，位於（yú）螺槽中的（de）高分子固態物

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

固（gù）體床的作（zuò）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（róng），比容，密度，導熱係數，膨脹係數，折光指數（shù），介電常（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（biàn）溫度和高聚物性（xìng）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，溫升速率，螺杆轉速，背壓等工藝因素的影響將起重要作用。

這些對（duì）於控製製品脫（tuō）模時的物性狀態，頂出溫度和頂出時間是（shì）重要的。

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（wéi）有序態轉變為無序的粘流態時的溫度。轉（zhuǎn）變點（熔點）對於低分子材料來說，熔化過程是

非常窄的（de），有較明顯的熔點；而對於結晶型高聚物來說，從（cóng）達到玻璃化溫（wēn）度就（jiù）開始軟化，但從高彈態轉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。

對高聚物來說，玻璃化溫度，熔化溫度或溫度（dù）範圍都是（shì）變相點。有較明顯的變化範圍，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（jì）的聚合物（wù）熔點要比無增塑劑的要（yào）低，共聚物的熔（róng）點要比組成共聚物中較高均聚物的熔點要低些。

注塑時，料筒的第（dì）三段溫度（靠近嘴溫的溫度）都要設（shè）定在熔點以上（shàng），然後以降低15~20度的（de）溫度梯度依次設定第二段和第一段的料筒溫度（dù）

為宜。

3 、分解溫（wēn）度及燃燒特性

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

關。在（zài）注塑過程中，無論是在預塑階段還是在注射階段，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分子量（liàng）的（de）可（kě）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聚合物。當聚合物達到燃點時就會燃燒（shāo），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流，都與熱分解（jiě）溫度，比熱（rè）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（fèn）解出（chū）燃燒（shāo）物質不僅會影響製品質量，還會腐蝕設備，危害人體。

三（sān）、聚合物降解及熱穩定性

所（suǒ）謂降解，是指遞（dì）解分解（jiě）作用，在高分子化學中，通（tōng）常是指在（zài）化學或物理作用下，聚合物（wù）分子的聚合度（dù）降低過程，聚合物在熱，力，氧氣，

水及（jí）光輻射等作用下往往發生降解。降解過程（chéng）實質量大分子鏈發生結構變化。如發生彈性消失，強度降低（dī），粘度減少或增加（jiā）等（děng）現象。

在注塑中力，水，氧通過溫度對聚降解起（qǐ）重要影（yǐng）響，在高溫（wēn）時氧和水更能使聚合物分解。剪切力的作用會因高溫（wēn）時聚合物粘度的降低而減（jiǎn）小。

熱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。

聚合物是否容易發生降解，依（yī）其（qí）分子內部和分子外部結構有關；是否有分解的雜質有關；能引起（qǐ）高聚物降解的雜質，一（yī）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（shì）甲醛，它（tā）們有著（zhe）加劇高聚物降（jiàng）解的作用（yòng）。

所謂熱穩定性是指聚合物在高溫下分子鏈抗化學分（fèn）解能力及耐化學變化的（de）溫度熱降解溫度稱為穩定性溫度略高於分解（jiě）溫度。對於某些熱穩定（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物的降解有（yǒu）影響外，還有在溫度（dù）場中所經曆的反複加（jiā）工次數有關。不同的聚合物在反複加工（gōng）後熱降解和（hé）融（róng）熔指

數有著較大的差異。在正（zhèng）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（suān）纖維素等有下降的現象。

聚合物在剪切應力作用下（xià）纏（chán）結著的大分子在外力作用下，沿（yán）力的方向上發生流動，分子鏈之間發生解脫，當解脫發生障礙時，分子鏈將受到

很大的牽引力，當超過鏈的強度就發生鏈斷裂。

實驗證明：剪切（qiē）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（jiā）熱溫度（dù）或增塑劑含量時，力的降解作用會減小。

注塑中某些塑料的水解作用是（shì）經常發生的，水解作用（yòng）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（xíng）成可被（bèi）水（shuǐ）解的基團。如果這些基團在分子的（de）主鏈上，水解作用會使主鏈（liàn）斷鏈而降解。由於某些聚合物（wù）有水解作用，因此對這些塑料的吸濕

性應加以注意。

有的（de）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，在注塑中都需要幹燥處（chù）理，防此水解（jiě）。