一（yī）、一般物理性能

1總熱容量

總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（huà）熱又稱（chēng）熔化潛熱，是結晶型聚合物在（zài）形成（chéng）或熔化晶體時所需要的能量。這部分能量是用來熔化高分子（zǐ）結晶結構的，所以注塑結晶型聚合

物時要比注塑非結晶型料達到指定熔化溫度下所（suǒ）需的能量要多（duō）。

對於非結晶（jīng）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（xū）熱（rè）量[J/kg.k]。

不同高聚（jù）物的（de）比熱容是不同的，結晶型比非對麵型要高。因為加熱聚（jù）合（hé）物時，補充的熱能不（bú）僅（jǐn）要消耗在溫度（dù）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熱所需的熱淚盈眶量才能使物料熔化。

注塑過（guò）程（chéng）中，塑料加熱或冷卻特性是由聚合物的（de）熱含量與溫差所決定的。熱傳遞速率正比於被加熱材料和熱源（yuán）之間的溫差。

一般冷卻要比熔化（huà）快，因為大體上料筒與物料溫差小，熔料與模（mó）具溫差（chà）大。加熱時間取決（jué）於料筒內壁與料層之間的溫（wēn）差（chà）和料層厚（hòu）度。

4熱擴散係數（shù）

熱（rè）擴散係（xì）數是指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（wù）料溫度升高1度時所需的熱量（比熱容）和材料吸收熱

量的速度（導熱係數）來決定。

壓力對熱（rè）擴散係數影響小，溫度對其影響較大（dà）。

5導（dǎo）熱係數

導熱係數（shù）反映了材料傳播（bō）熱量的速度。導（dǎo）熱係數愈高，材料內熱（rè）傳遞愈快。由於聚合物導熱係數很低（dī），所以無論在料筒（tǒng）中加熱還（hái）是其熔體在

模具中冷卻，均需花一（yī）定時（shí）間。為了提高加熱和冷卻效率，需采取一些（xiē）技術措（cuò）施（shī）。如：加熱料筒要求有一定的厚度，這不僅是（shì）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（shí）還利（lì）用聚合物的低導熱特性，采用熱流道模具等。聚合物導（dǎo）熱係數隨溫度升高而

增加。結晶型塑料（liào）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

密度增加會使製品中的氣體和溶劑滲透率減少，但是使製品的拉伸強度，斷裂伸長，剛度硬度以及（jí）軟化溫度提高；使壓縮性，衝擊強度，流

動性，耐蠕變性能降（jiàng）低。

在注塑過程中（zhōng），聚合物經曆著（zhe）冷卻—加熱—冷卻反（fǎn）複的熱過程溫度，梯度和聚合物形（xíng）態的變化都很大，所以密度也在不斷地發生變化，這對

注塑製品質量起著（zhe）重要（yào）的影響。

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

等方麵是非常重（chóng）要的參（cān）數。

7 膨脹係（xì）數與壓（yā）縮係數

比容在恒壓下由溫（wēn）度而引起的變化，即為（wéi）膨脹係數。聚合物從高溫到低（dī）溫表（biǎo）現出比容逐漸減少的收縮特性（xìng）。聚（jù）合物比容不僅取決於溫度而且

取決於壓力。聚合物比容在不同溫度下都隨壓力而變化，壓力增高（gāo）比容減小而密度（dù）加大。這種性質對於用壓力（lì）來控製製品的（de）質（zhì）量和尺（chǐ）寸精度

有重要意義（yì）。

二 、聚合物的熱物理性能

1、玻璃化溫度

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

高於玻璃（lí）化溫度時，大分子鏈（liàn）開始自由活動（dòng），但（dàn）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（dī）於玻璃化溫度時，鏈段被（bèi）

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

高（gāo）聚物的自由體積（jī）理論認為，高聚物（wù）分子結構所占有（yǒu）的整個體積分成兩部分。一部（bù）分是分子鏈所占有的空間（jiān），而另一部分是分（fèn）子（zǐ）鏈之間的自

由空間。當（dāng）溫度降低時分子鏈動能減少，自由空間減少，當溫度（dù）升高時，分子鏈段動能增加，自由空間也增加：當溫度達到玻璃（lí）化時（shí），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使鏈段活動起來所以自由空間的體積突然增加（jiā）。

高聚物在玻璃化（huà）溫度以上的總自由體積等於（yú）玻璃化溫（wēn）度（dù）下的自（zì）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（wù）

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（huì）增加，其比容也會加大，但由於螺槽容積的限製（zhì）會使物料（liào）產生內壓，並有加速

固體床的作（zuò）用。

當高（gāo）聚（jù）物的物理形態發生變化（huà）時，許多（duō）物（wù）理（lǐ）性質（zhì）如（rú）比熱容，比（bǐ）容，密度，導熱係數，膨脹係數，折光指數，介電常數等都跟著變化，因此利

用這（zhè）些關（guān）係可以測定（dìng）聚合物相變溫（wēn）度和高聚物性（xìng）質（zhì）。

對於理解塑料在料筒中（zhōng）加熱（rè），塑料化過程中從加（jiā）料段向壓（yā）縮段物態（tài）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（shí）間是重要的。

2 、熔化溫度（熔點）

熔化（huà）溫度是指結（jié）晶（jīng）型聚（jù）合物從高分子鏈結構的三維有（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，熔化過程是

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

點，而是有一（yī）個向粘流態轉變的溫度範圍。

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

一般有增塑劑的聚合物熔點要比無增（zēng）塑劑（jì）的要低，共聚物的熔點要比組成共聚物中較高均聚物的（de）熔點（diǎn）要低（dī）些。

注塑時，料筒的第三段溫度（靠近嘴溫的溫度）都（dōu）要設定在熔點以上，然後以降低15~20度的溫（wēn）度梯度依次設定第二段（duàn）和第一段的料（liào）筒（tǒng）溫度（dù）

為宜（yí）。

3 、分解溫度及燃燒特性

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的溫度範圍。依聚合物（wù）化學結構（gòu）式不（bú）同而有顯著的差異，此外還與（yǔ）物料的（de）形態有

關。在注塑過程中，無論（lùn）是（shì）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溫（wēn）度（dù），高分子物料就會訊（xùn）速生成低分子（zǐ）量的（de）可燃性物

質。聚合物的熱分解在氧氣充足（zú）條件下是放熱反應，產（chǎn）生的熱會繼續（xù）加熱聚合物。當聚合物達到燃（rán）點時就會燃燒，燃燒體係的溫度是（shì）否會上

升（shēng），產生的燃燒熱是否和體（tǐ）係進行對流，都與熱分解溫度，比熱容以（yǐ）及導熱係數等物理性能有密切關（guān）係。

注塑時，對聚合物分解（jiě）溫（wēn）度的控製是十分重要的，否則分解出燃燒物質不僅（jǐn）會影響（xiǎng）製品質量，還會腐蝕（shí）設（shè）備，危（wēi）害人體。

三、聚合物（wù）降解及熱穩定性

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

水及光輻射（shè）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。如發生（shēng）彈性消（xiāo）失，強度降低（dī），粘度減少（shǎo）或增加等現象。

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

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

聚合物是否容易發生降解，依其分子內部和分子外部結構有關（guān）；是否有分解的雜質有關；能引（yǐn）起高聚物降解的雜質，一（yī）般都是熱降解的崔化

劑，如：PVC 分解的（de）產物是氯化氫，POM分解產物是甲醛，它們有著（zhe）加劇高聚（jù）物降解的（de）作用（yòng）。

所謂（wèi）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為（wéi）穩定性（xìng）溫度略高於分解（jiě）溫度。對於（yú）某些熱穩定

較差的聚合物，其溫度範圍隻有5~15度。

溫（wēn）度的高低和變化範圍對聚（jù）合物的降解有影響外，還有在溫度場中所（suǒ）經曆的反複加工次數有關。不同的聚合（hé）物在反複加工（gōng）後熱降解和融熔指

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（róng）指數升高的傾向。而（ér）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著的大分子在外力作用下（xià），沿力的方（fāng）向（xiàng）上發生流動，分子鏈之間發生解脫，當解脫發生障礙（ài）時，分子鏈將受到

很大的牽引力，當超過（guò）鏈的強度就發生鏈斷裂。

實驗（yàn）證明：剪切應力.剪切速率越高，分子量降解速度越快，斷裂的鏈越（yuè）短；當提高（gāo）加熱溫度或增塑劑含量（liàng）時，力的降解作用會減小（xiǎo）。

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（jù）合物中存在有可（kě）以水解的化學基團。如：酰胺，酯（zhǐ），腈等，或在氧（yǎng）化作用下

形（xíng）成（chéng）可被水解的（de）基團。如果（guǒ）這些基團在分子的主鏈上，水解作用會使主鏈斷鏈而降解。由（yóu）於某些聚（jù）合（hé）物（wù）有水解作用，因此對這些塑料的吸（xī）濕

性（xìng）應加以注意。

有的塑料具有（yǒu）吸濕或（huò）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（děng），在注塑（sù）中都需要幹燥處理，防此水解（jiě）。