一， 一般物理性能

1總熱容量

總熱容量是指注塑（sù）物料在注塑工藝溫度下的總熱（rè）容量。

2 熔化熱

熔化熱又稱熔化潛熱，是（shì）結晶型聚合物在形成或熔化晶體時所需要的能量。這部分（fèn）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（wù）時（shí）要比注塑非結晶型料達（dá）到（dào）指定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隻需要375J/g即可熔化。

3 比熱容

比熱容是單位重量的物（wù）料溫度上（shàng）升1度時所需熱量（liàng）[J/kg.k]。

不同高聚物的比熱容是不同的，結晶型比非（fēi）對麵型要高。因為加（jiā）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（zǐ）結構

的變化上，結晶型必須補充熔化（huà）潛熱所需的熱淚盈眶（kuàng）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（wēn）差所決定的。熱傳遞速率正（zhèng）比於被加熱材（cái）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差小，熔料（liào）與模具（jù）溫（wēn）差大。加熱時間取決於料筒內（nèi）壁與料層之間的溫差和料層厚度（dù）。

4熱擴（kuò）散係數

熱擴散係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（liàng）的（de）物料溫（wēn）度升高（gāo）1度時所需的熱量（比熱容）和材料吸收熱

量的（de）速度（dù）（導熱係數）來決定。

壓力對熱擴散係數影（yǐng）響小，溫度對其影響較大。

5導熱係（xì）數

導熱係數反映了材料傳播熱量的速（sù）度。導熱係數愈高，材料內熱傳遞愈快。由於（yú）聚合物導熱係數很低，所以無論在料筒中（zhōng）加熱（rè）還是其（qí）熔體在

模具中冷卻，均需花一定時間。為了提高加熱和冷卻效率，需采（cǎi）取一些技術措施（shī）。如：加熱料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（wù）料能良好穩定（dìng）地（dì）傳熱，有時還（hái）利用聚合物的低導熱特性，采用熱（rè）流道模具等。聚合物導熱（rè）係數隨溫度升高而

增加。結晶型塑料的導熱係數對溫（wēn）度的依賴性要比非結晶型的顯著。

6 密度與比容

密度增（zēng）加會使製（zhì）品中的氣體和溶劑滲透率減少，但是使製（zhì）品的拉伸強度（dù），斷裂伸長，剛度硬度以及軟化溫度提高；使（shǐ）壓縮性，衝擊強（qiáng）度，流（liú）

動性，耐蠕變性能降（jiàng）低（dī）。

在注塑過程中，聚合（hé）物經（jīng）曆著冷（lěng）卻—加熱—冷卻反複的熱過程溫度，梯度和聚合物形態的變化都（dōu）很大，所（suǒ）以密度也在不斷地發生（shēng）變化，這對

注塑製品質量起著重要的（de）影響。

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

等方麵是（shì）非常重要的參數。

7 膨脹係數與（yǔ）壓縮係數

比容在恒壓下由溫度而引（yǐn）起的變化，即為膨（péng）脹係數（shù）。聚合物從高溫到低溫表現出比容逐漸（jiàn）減少的收（shōu）縮特性。聚合物比容不僅取決於溫度而且（qiě）

取決於壓力。聚合物比容在不同溫度下（xià）都隨壓力而變（biàn）化，壓力增高比容減小而密度加大。這種性質對於用壓力來控（kòng）製製（zhì）品的（de）質量和尺寸精度

有重要意（yì）義。

二 聚合物的熱物理性能（néng）

1玻璃化溫度

聚合物的玻璃化溫度是指線型非結晶（jīng）型聚合物由玻璃態向高彈態（tài）或者由後者向前者的較變溫度。就是大分子鏈段（duàn）本身開始變形的（de）溫度（dù）當溫度

高（gāo）於玻璃化溫度時（shí），大分子鏈開始自由活動，但還不（bú）是整個分（fèn）子（zǐ）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（duàn）被

凍結變（biàn）成堅硬的固態（tài）或玻璃態。橡膠的玻璃化溫度低於室溫。所以橡膠在（zài）常溫（wēn）下處於高彈態。而其它塑料在常溫下是（shì）處於脆（cuì）韌性的玻璃態。

高聚物的自由體積（jī）理論認為，高聚物分子結構所占有（yǒu）的整個體積分成兩（liǎng）部分。一部分是分子鏈所占有的（de）空間，而（ér）另一部分是分子（zǐ）鏈之間的自

由空間。當溫度降低時分子鏈動能減（jiǎn）少，自由空間（jiān）減少，當溫度升高時，分子鏈段動能增加，自由空間也增加：當溫度達（dá）到玻璃化時（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（zú）以使鏈（liàn）段活（huó）動起（qǐ）來（lái）所以自由空間（jiān）的體積突然增加（jiā）。

高聚物在玻璃化溫度（dù）以上的總自由體積等於玻璃化溫度下的自由體積與（yǔ）熱膨脹係數乗\以溫升之和。在預塑化時，位於螺槽中的高（gāo）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（zì）由（yóu）體積會增加，其比容也會加大（dà），但由於螺槽容積的限製會使物料產生（shēng）內壓，並有加速

固體床的作（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，比容，密（mì）度，導（dǎo）熱係數，膨脹係（xì）數，折光指（zhǐ）數，介電常數等都（dōu）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。

對於理（lǐ）解塑料在料筒中加熱，塑料化過程中從加料段向（xiàng）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（yú）控製（zhì）製品脫（tuō）模時的物性（xìng）狀態，頂出溫度和頂出（chū）時間是重要的。

2 熔化（huà）溫度（熔點）

熔（róng）化溫度是指結晶型聚合物從高分子鏈結（jié）構的三維有序態轉變為無（wú）序的粘（zhān）流態（tài）時的溫度。轉變點（熔點）對於低分子材料（liào）來說，熔化（huà）過程是

非常窄的，有（yǒu）較明顯的熔點；而對於結晶型高聚物來說，從（cóng）達到玻璃化溫度就開（kāi）始軟化，但從（cóng）高彈態轉變為粘流態的液相時卻（què）沒有明顯的（de）熔

點（diǎn），而是（shì）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（wēn）度（dù）或（huò）溫度範圍（wéi）都是變相點。有較明顯的變化範圍，從分子結構觀點看（kàn），都是大鏈段運動（dòng）的結果。

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

注塑時，料筒的第三段溫度（靠近嘴溫的溫度）都要（yào）設定在熔點以上，然後以降低15~20度的溫度梯度依（yī）次設定第二段和第一段的料筒溫度

為宜。

3 分解溫度及燃燒特性

熱分解溫度是指在氧氣存（cún）在（zài）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，無論是在預塑階段還是在注射（shè）階段，隻要聚合物局部溫度達（dá）到分解溫度，高分子物料就（jiù）會（huì）訊速生成低分（fèn）子量的可燃性物

質。聚合（hé）物的熱分解在氧氣充足條件下（xià）是放熱（rè）反應，產生的熱（rè）會繼續加熱聚合（hé）物。當聚合物達到燃點時就會燃燒，燃燒體係的溫度是否會上

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）導熱係數等物理性能有（yǒu）密切關係。

注（zhù）塑時，對聚（jù）合物分解溫度的控（kòng）製是十分重要的，否則分解出燃燒物（wù）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（dì）解分解作用，在高分子化學中，通常是指在（zài）化學或物理作（zuò）用下，聚合物分子的聚合度降低（dī）過程，聚合物在熱，力，氧氣，

水及（jí）光輻射等作用下往往（wǎng）發生降解。降解過程實質量大分子鏈發生結構（gòu）變化。如發生彈性消失，強度降低，粘度減（jiǎn）少（shǎo）或增加等現象。

在（zài）注塑中（zhōng）力，水，氧通過溫度對聚降解起重要（yào）影響（xiǎng），在高溫時氧和水更能使聚合物分解。剪切力的作用會因高溫（wēn）時（shí）聚合物粘度的降（jiàng）低而減小。

熱（rè）降解是指某（mǒu）些聚合物在高溫下時間過長，發黃（huáng）變（biàn）色，降解，分解等現象（xiàng）。

聚合物是否容易發生降解，依其（qí）分子內部（bù）和分子外部結構有關；是否（fǒu）有分解的雜質有關；能引起高聚（jù）物（wù）降解的雜質，一般都是熱降解的崔化

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

所謂熱穩定性是指聚（jù）合物在高溫下分子鏈抗化學分（fèn）解能力及耐（nài）化學變（biàn）化的（de）溫度熱降解溫（wēn）度稱為穩定性溫（wēn）度（dù）略高於分解溫度。對於（yú）某些熱穩定

較差的聚合物，其（qí）溫度範圍隻有5~15度（dù）。

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

數有著較大的差異。在正常溫度下PS, PC, PP,經數次（cì）加工後融熔指數升高的傾（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著的大（dà）分子在外力作用下，沿力的（de）方（fāng）向上發生流動，分子鏈（liàn）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（shí）驗證明：剪切（qiē）應力.剪切速率越高，分（fèn）子量降解速度越快，斷裂（liè）的鏈越短；當提高加熱（rè）溫度或（huò）增塑劑含量時，力的降解作（zuò）用會減小。

注塑中某些塑料的水（shuǐ）解作用（yòng）是經常發生的，水解作用是（shì）由於在聚合物中存在有可（kě）以水解的化學基團。如：酰胺，酯，腈等，或在氧（yǎng）化作用（yòng）下

形成（chéng）可被水解的基（jī）團。如（rú）果這些基團在分子的主鏈上，水解作用會使（shǐ）主鏈斷鏈而降解。由於某些（xiē）聚合物有水解作用，因此對這（zhè）些塑料的吸濕

性（xìng）應加以注意（yì）。

有的塑（sù）料具有吸濕或凝集水分傾向（xiàng），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理，防此水解。

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