一， 一般物理性能

1總熱容量

總熱容（róng）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（yòu）稱熔化潛熱，是結晶型聚合物在形成或熔化晶體時所需要的能（néng）量。這部分能量是用來熔化高（gāo）分子結晶結構的，所（suǒ）以注塑結晶型聚合

物時要比注塑非結晶型料達到指定熔（róng）化溫度下（xià）所需的能量要多。

對於非結晶（jīng）型聚合物無需熔化潛熱。使POM達（dá）到注塑溫（wēn）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（rè）容（róng）是不同的，結晶型比非（fēi）對麵（miàn）型要高。因為加熱聚合物時，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（xíng）必須補（bǔ）充（chōng）熔化潛熱所需的熱淚盈眶量（liàng）才能使物料熔化。

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加熱（rè）材料和熱源之間的溫差。

一般冷卻（què）要比熔化快，因為大體上料筒與物料溫差小，熔料與模具溫差大。加熱時間（jiān）取決於料筒內壁（bì）與料層之間的溫差和料層厚（hòu）度。

4熱擴散（sàn）係數（shù）

熱擴散（sàn）係數是指溫（wēn）度在加熱物（wù）料中傳遞的速度（dù），又稱導熱係數（shù）其值是由單位質量的物料（liào）溫（wēn）度（dù）升高1度時所需的熱量（比熱容）和材料吸收熱

量的（de）速度（導熱係數）來決定。

壓力對熱擴散係數影（yǐng）響小，溫度對其（qí）影響較大。

5導熱係數（shù）

導熱（rè）係數反映了材（cái）料傳（chuán）播（bō）熱量的（de）速度。導熱係（xì）數愈高，材料內熱傳遞愈快。由於聚合物導熱（rè）係數很低，所以（yǐ）無論在料筒中加熱還是其熔體在

模具中冷卻（què），均需（xū）花一定時（shí）間。為了提（tí）高加熱和冷卻效率，需采取一些技術措施。如：加熱料筒要求有一定的厚度，這不僅是考（kǎo）慮強度，同

時（shí）也是為了增加（jiā）熱慣性，保（bǎo）證物料能良好穩定地傳熱，有時還利用聚合物（wù）的低導（dǎo）熱特性，采用熱流道模具等。聚合物（wù）導熱係數隨溫度升高而

增加。結晶型塑（sù）料的導熱係數（shù）對溫度的依賴性要比非結晶型的顯著。

6 密度與比（bǐ）容

密度增加會使製品中的氣體和溶（róng）劑滲透率減少，但是使製品的拉伸強（qiáng）度（dù），斷裂伸長，剛度硬度（dù）以及軟化溫（wēn）度提高；使（shǐ）壓縮（suō）性，衝擊強度，流

動性，耐蠕變性（xìng）能降低。

在注塑過程中，聚合物經曆著冷（lěng）卻—加熱—冷卻反（fǎn）複的熱過程溫度，梯度和聚合物形態的變化都很大，所以密度也在不斷地發生變（biàn）化，這（zhè）對（duì）

注塑（sù）製品質量起著重要的影響。

比容反映了單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所（suǒ）占有（yǒu）的空（kōng）間，各種（zhǒng）狀態（tài）下的膨（péng）脹與壓縮，製品（pǐn）的尺寸收縮

等方麵是非常重要的參數。

7 膨脹係數（shù）與（yǔ）壓縮係數

比容在（zài）恒壓下由溫（wēn）度而引起的變化（huà），即為膨脹係數。聚合物從高溫到低溫（wēn）表現出比容逐漸減少的收縮特性。聚合物比容不僅取決於溫（wēn）度而且

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

有重要意義。

二 聚合物的熱物理性能

1玻璃化溫度（dù）

聚合物的玻璃化溫度是指線型非（fēi）結晶型聚合物由玻（bō）璃態向高彈態（tài）或者由後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

高於玻（bō）璃（lí）化溫度時，大分子鏈開始自由活動，但還不是整個分子鏈（liàn）段的（de）運動。這時表現出高彈性的橡膠性能；當低於（yú）玻璃化溫度時，鏈段被

凍結變成堅硬的固（gù）態或玻璃態。橡膠（jiāo）的玻璃化溫度低於室溫。所以橡膠在常溫下處於高彈態（tài）。而其（qí）它塑料在（zài）常溫下是處於脆韌性的（de）玻璃態。

高聚物（wù）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（kōng）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（yóu）空（kōng）間減少，當溫度升高時（shí），分子（zǐ）鏈段動能增加，自由空間也增加：當溫度達到玻璃化時（shí），急劇（jù）

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

高聚物在玻璃（lí）化溫度以上的總自由體積等於玻璃化溫度下的自由體積與熱膨脹係（xì）數乗\以溫升之和。在（zài）預（yù）塑化時（shí），位（wèi）於螺槽中（zhōng）的高分子固態物

料，在升至玻璃化溫度以後，隨著溫度的升高物料自由體積會增加（jiā），其比容也（yě）會（huì）加大，但由於螺（luó）槽容積（jī）的限製會使物料產生（shēng）內（nèi）壓（yā），並有加速

固體床的作用。

當高聚物的物理形態發（fā）生變化時，許（xǔ）多物理性質如比熱容，比（bǐ）容，密（mì）度，導熱係數，膨（péng）脹係數，折光指數，介電常數等都跟著變化，因此利

用這（zhè）些關係可以測定聚合物相變溫度和高聚物性質。

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（wù）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。

這些對於控製製品脫模時的物性狀態，頂出溫度和頂出時間是重要的。

2 熔化溫（wēn）度（熔點）

熔（róng）化溫（wēn）度是指結晶型聚合（hé）物從高分子鏈（liàn）結（jié）構的三維有（yǒu）序態轉變為無序的粘流態時的溫度。轉變點（熔點）對於低分子材料來說，熔化過程（chéng）是

非常窄的，有較明顯的（de）熔點；而對於結晶型高聚物來說，從（cóng）達到玻璃化溫度就開始軟化，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（gè）向（xiàng）粘流態轉變的溫（wēn）度範圍（wéi）。

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

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

注塑時（shí），料筒的第（dì）三（sān）段溫度（靠近嘴溫的溫度）都要設定在熔點以上，然後以降低15~20度的溫度梯度依次設（shè）定第（dì）二段和（hé）第一段的料筒溫度

為（wéi）宜。

3 分解溫度及燃（rán）燒特性

熱分解溫度是指在氧氣存在條件（jiàn）下，高聚物受熱後開始分解的溫度（dù）範圍。依聚（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有

關。在注塑過程中，無論（lùn）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的可（kě）燃性物

質。聚合物的熱分（fèn）解在氧氣充足條件下是（shì）放熱反應，產生的熱會繼（jì）續（xù）加熱聚合（hé）物。當聚合（hé）物達到燃點時就（jiù）會燃（rán）燒，燃燒體（tǐ）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（lǐ）性能有密切關係。

注塑時，對聚（jù）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，是指遞解分解作用，在高（gāo）分子化學中，通常（cháng）是指在（zài）化學或（huò）物理（lǐ）作用下，聚合物分子（zǐ）的聚合度降低過程，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（fèn）子鏈發生結構變化。如發生彈性消失，強度降低，粘度（dù）減少或（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，在高溫（wēn）時氧和水更能使聚合（hé）物分解。剪切力的作用會因高溫時聚合物粘度的降低而減小。

熱降解是指某（mǒu）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，依其分子（zǐ）內（nèi）部和分子外部結構有關；是否有分解的雜質有（yǒu）關；能引起高（gāo）聚物降解（jiě）的雜（zá）質，一般都是熱降解的崔化

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

所謂熱（rè）穩定（dìng）性是指聚（jù）合物在（zài）高溫（wēn）下（xià）分子鏈（liàn）抗化學分解能力及（jí）耐化學變化（huà）的（de）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（chà）的聚（jù）合物，其溫度範圍隻有5~15度。

溫度（dù）的（de）高低和變化範圍對聚合物（wù）的降解有影（yǐng）響外，還有在溫度場（chǎng）中所經曆的（de）反複加工次數有關。不同的聚（jù）合（hé）物在反複（fù）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（shù）升高的傾（qīng）向。而PE，抗衝擊PS醋酸纖維素等有下降的現象。

聚合物在剪切應力作用下纏結（jié）著的大分子在外力作用下，沿力的方向上發生流動，分（fèn）子鏈之間發生解脫，當解脫發生障礙時，分子鏈將（jiāng）受到

很大（dà）的牽引（yǐn）力，當超過鏈的強度就（jiù）發生鏈斷裂。

實驗證明：剪切應力.剪切速率越高（gāo），分子量降解速（sù）度越快，斷裂的鏈越短；當提高（gāo）加熱溫度或增（zēng）塑劑含量時，力的降解作用會減小。

注塑中某些塑料（liào）的水解作用是經常發生的（de），水解作用是由於在聚合（hé）物中存在有可以水解的化學基團。如：酰胺，酯，腈等（děng），或在氧化作用下

形（xíng）成可被水（shuǐ）解（jiě）的基團。如果這些基團在分子的主鏈上，水解作用會使主鏈（liàn）斷鏈而降解。由於（yú）某些聚（jù）合物有水解作用，因此對這些塑料的（de）吸濕

性應加（jiā）以注意。

有（yǒu）的塑料具有（yǒu）吸（xī）濕或凝集水分傾向，因為它們含有（yǒu）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（lǐ），防（fáng）此水解。