一， 一般物理性能

1總熱容（róng）量

總熱容量（liàng）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，是結晶型聚合物在形成或熔（róng）化晶（jīng）體時所需要的能量。這部分能（néng）量是用來熔（róng）化高（gāo）分子結晶結構的，所以注塑結晶型聚合

物時要比（bǐ）注塑非結晶型料達（dá）到指定熔化溫度下所需的（de）能量要（yào）多。

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

3 比熱容

比熱容是單位重量的物料溫（wēn）度上升（shēng）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（dù）升（shēng）上，還（hái）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）熱所需的熱（rè）淚盈（yíng）眶量才（cái）能使物（wù）料熔化。

注塑過程中，塑料加熱或冷卻特（tè）性（xìng）是（shì）由聚合物的熱含量與溫差所決定的。熱傳遞（dì）速率正比於被加熱材料和（hé）熱源之間的（de）溫差。

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

4熱擴散係數

熱擴散係數是指（zhǐ）溫度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溫度升高（gāo）1度時所需的熱量（比熱（rè）容）和材料（liào）吸收熱（rè）

量（liàng）的速度（導熱係數）來決定（dìng）。

壓力對熱擴散係數影（yǐng）響（xiǎng）小，溫度對其（qí）影響較大。

5導熱（rè）係數

導熱係數反映了材料傳播熱量的速度。導熱係（xì）數愈高，材（cái）料內熱傳遞愈快。由於聚合物導熱係數很低，所以無（wú）論在料筒中加熱還是其（qí）熔體在

模（mó）具中冷卻，均需花一定時間。為了提高（gāo）加熱（rè）和冷卻效率，需采取一（yī）些技術措施（shī）。如：加熱料筒要求有一定的厚度（dù），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（lì）用（yòng）聚合物的低導熱特性，采用熱流道模具等。聚合物導熱係數隨溫度升高（gāo）而

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

6 密度與比容

密度增加會使製品中的（de）氣體和溶劑滲透率減少（shǎo），但是（shì）使製品的拉伸強度，斷裂（liè）伸長，剛度硬度以及軟化（huà）溫度（dù）提高；使壓縮性，衝擊強（qiáng）度，流

動性，耐蠕變性能降低（dī）。

在注塑過程中，聚合物經曆著冷卻—加熱—冷卻（què）反複的熱過程溫度，梯度（dù）和（hé）聚（jù）合物形態的變化（huà）都很大，所以密度也在不斷地發生變化，這對

注塑製（zhì）品質量起著重要的影響（xiǎng）。

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

等方麵是非（fēi）常重要（yào）的參數。

7 膨脹係數與壓縮係數

比容在恒壓下由溫度而引起的變化，即為（wéi）膨脹係數。聚合物從（cóng）高溫到低溫表現出比容逐漸減少的收縮特性。聚合物比容不僅（jǐn）取決於溫度而且（qiě）

取決於壓力。聚合物（wù）比容在不同溫度下都隨壓力而變化，壓力增高比容減小而密度加大。這種性質對於用（yòng）壓力來控製製品（pǐn）的質量和尺寸精度

有重要意義。

二（èr） 聚合物的熱（rè）物（wù）理性能（néng）

1玻璃化溫度

聚合物的玻璃（lí）化溫度是指線型非結晶型聚（jù）合物由玻璃態（tài）向高彈態或者由後（hòu）者向前者的較變溫度。就是大分子鏈段本身開始變形的溫度當溫度（dù）

高於玻璃化（huà）溫度時，大（dà）分子鏈開始（shǐ）自由活動，但還不（bú）是整（zhěng）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

凍結變成堅硬（yìng）的固態或（huò）玻璃態。橡（xiàng）膠（jiāo）的玻璃化溫（wēn）度（dù）低於（yú）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，高聚物分子結構所占有的整（zhěng）個體積分成兩部分。一部分是分（fèn）子鏈所占有（yǒu）的空間，而（ér）另一部分（fèn）是分子鏈之間（jiān）的自

由空間。當溫度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（jiā），自由空間也增加：當溫度達（dá）到（dào）玻璃化時，急劇

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

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

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

固體床的作用。

當高聚物的物理形（xíng）態發（fā）生變（biàn）化時，許多物理性質如（rú）比熱容，比容，密度，導熱（rè）係數，膨脹係數，折光指數（shù），介電（diàn）常數等都跟著變化，因此利

用這些關係可以測定聚合物相變溫度和高聚物性質（zhì）。

對於理解塑料在料筒中加熱，塑料化過程中（zhōng）從加（jiā）料段（duàn）向壓（yā）縮段物態轉變，溫升，溫升速率，螺杆轉速，背壓等工藝因素（sù）的影響將起重要作用。

這些對於控製製品脫模時的物（wù）性（xìng）狀態，頂出溫度和頂（dǐng）出時間是（shì）重要的。

2 熔化（huà）溫度（熔點）

熔化溫度是指結（jié）晶型聚合（hé）物從高分子鏈結（jié）構的三維有序態轉變為無序（xù）的粘流態時的溫度。轉變（biàn）點（熔點）對於低分子材料來說，熔化過程是（shì）

非常窄的，有較明顯的熔點；而對於結晶型高聚物來說（shuō），從達到玻璃化溫度就開始軟化（huà），但從高（gāo）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（zhuǎn）變的溫度範圍。

對高聚（jù）物來說，玻璃化溫度，熔化溫度或（huò）溫度範圍都是（shì）變相點。有較明顯的變化範圍，從分子結構觀點看，都是大鏈段運動的結果（guǒ）。

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

注塑時，料筒的第三段溫度（靠（kào）近嘴溫的溫度）都要設定（dìng）在熔點以上，然後以降低15~20度的溫度梯度（dù）依次設定第二（èr）段和第一（yī）段的（de）料筒溫（wēn）度

為宜。

3 分解（jiě）溫度及燃燒特性

熱（rè）分（fèn）解（jiě）溫度是指在氧氣存在條件下，高聚物受熱（rè）後（hòu）開始分（fèn）解的溫度範圍。依聚合（hé）物化學結構式不（bú）同而有顯著（zhe）的差異，此外還與物料（liào）的（de）形態有

關。在注塑過程中，無論是在預（yù）塑（sù）階段還是在（zài）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（zǐ）量的可燃性（xìng）物

質。聚合物的熱分解在氧氣充足條件（jiàn）下是放熱反應，產生的熱會繼（jì）續加熱聚合物。當聚合物達到燃點（diǎn）時就會燃燒，燃燒體係的溫（wēn）度是否會上

升，產生的燃燒熱是否和體（tǐ）係（xì）進行對流，都與熱分解溫度，比熱容以及導熱係（xì）數等（děng）物理性能有密切關係。

注塑時，對（duì）聚合物分解溫度的控製是十（shí）分重要的，否則分解出燃燒物質不僅（jǐn）會影響製（zhì）品質量，還會腐蝕設備，危害人體。

三聚合物降解及熱穩定性

所謂降解，是指遞解分解（jiě）作用，在高分（fèn）子化學中，通常是指在化學或物理作用（yòng）下，聚合（hé）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（huà）。如發生彈性消失，強度降低，粘度減少（shǎo）或（huò）增加等現象。

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

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

聚合物是否容易（yì）發生降解，依（yī）其分子內部和分子（zǐ）外部結（jié）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（dōu）是熱降（jiàng）解的崔化

劑，如：PVC 分解的（de）產物是氯（lǜ）化氫，POM分解產物是甲醛，它（tā）們有著加劇高聚物降解的作用。

所謂（wèi）熱穩定性是指聚合（hé）物在高溫下分子鏈抗化學（xué）分解能力及耐化學變化的（de）溫度熱降解溫度稱為穩（wěn）定性溫度（dù）略高於分解溫度。對於某些熱穩定

較差的聚（jù）合（hé）物，其溫度範圍（wéi）隻有5~15度。

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

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

聚合物在剪切應力作用下纏結著的（de）大分子（zǐ）在外力作用下，沿力的方（fāng）向上發生流動，分子鏈之間發生解脫，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（liè）。

實驗證明：剪切應力.剪切（qiē）速率越高，分子量降解速度越快，斷裂的鏈越短（duǎn）；當（dāng）提高加熱溫度或增塑劑含量時，力的降解作用會（huì）減小。

注塑中某些（xiē）塑料的（de）水解作用是經常發生的，水解作用是由於（yú）在聚合物中（zhōng）存在有可（kě）以水解的化學基團。如：酰胺（àn），酯，腈等，或在氧化作用下

形成可被水解的基團。如果（guǒ）這些基團在（zài）分子的主鏈上，水解作用會使主鏈斷鏈而降（jiàng）解。由於某些聚合物有水解作用，因此對這（zhè）些塑料（liào）的吸濕

性應加以注意。

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

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