一（yī）， 一般物理性能（néng）

1總（zǒng）熱容量（liàng）

總熱容量是指注塑物料（liào）在注塑工（gōng）藝溫度下（xià）的總熱容量。

2 熔（róng）化（huà）熱

熔化熱又稱熔（róng）化潛（qián）熱，是結晶型聚合物在形成或熔化晶體時所（suǒ）需要的能量。這部分能量是用來熔化高分子結（jié）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（xià）所需的能量要多。

對於非結晶型聚合物無需熔化（huà）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（bǐ）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]。

不同高聚物的比熱容是不同的，結晶型比非（fēi）對麵型要高。因為加熱聚合物時，補充的熱能（néng）不僅要消耗在溫度升上，還要消耗在使高分（fèn）子結構

的變化上，結晶型必須補充熔化潛熱所需（xū）的熱淚盈眶量才能使物料熔化。

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材料和熱源（yuán）之間的溫差。

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

4熱擴散係數

熱擴散係數是指溫度在（zài）加熱物料中傳遞（dì）的速度，又稱導熱係（xì）數其值是由單位質量的物料溫度升高1度時所需的熱量（比熱容）和材料吸收熱

量的速度（導熱（rè）係數（shù））來決定。

壓力對熱擴散係數影響小（xiǎo），溫度對其影響較大。

5導（dǎo）熱係數

導熱係數（shù）反映了（le）材料傳播熱量的速度。導熱係數愈高，材料內熱傳遞愈快（kuài）。由於聚合物導熱係數（shù）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（dìng）時間。為了提高加熱和冷卻效率，需采取一些技（jì）術措施。如：加熱料筒要（yào）求有一定的厚度，這不僅是（shì）考慮強（qiáng）度，同

時也（yě）是為了（le）增加熱慣（guàn）性，保證物料能良好穩定（dìng）地傳熱，有時還利用聚合（hé）物的低導熱特性，采用熱（rè）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（sù）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，但是使製品的（de）拉伸強度，斷裂伸長，剛度硬度以及軟化溫度提高；使壓縮性，衝擊強度（dù），流

動性，耐蠕變性能降低（dī）。

在注塑過程（chéng）中，聚合物經曆著冷卻（què）—加熱—冷（lěng）卻反複的熱過程溫度，梯度和聚合物（wù）形態的變化都很大，所以密度也在不斷地發（fā）生變（biàn）化，這對

注塑製（zhì）品（pǐn）質量起著重要的影響。

比容反映了單位物質所占有的（de）體積（jī）。這是一個衡量在不（bú）同工藝條件下高分（fèn）子（zǐ）結構所占有的空間，各（gè）種狀態下的膨脹與壓縮（suō），製品的尺寸（cùn）收縮

等方麵是非常重要（yào）的參數。

7 膨脹係（xì）數與壓縮係數（shù）

比容在恒壓下由溫度而引起的變化（huà），即為膨脹係（xì）數。聚合（hé）物從高溫到低（dī）溫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度而且（qiě）

取（qǔ）決於壓力。聚合物比容在不同溫度下（xià）都隨壓力而（ér）變化，壓力（lì）增高比容減小而（ér）密（mì）度加大。這種性質對於用壓力來控製製品的質量（liàng）和尺寸（cùn）精度（dù）

有重要意義。

二 聚合物的（de）熱物理性能

1玻璃化溫度

聚合物的玻璃化溫度是指線型非結晶型聚合物由玻璃態向高彈態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

高於玻璃化溫度時，大分子鏈開始自由活動，但還不是整個分子鏈段的運動。這時表（biǎo）現出高彈性的橡膠性能；當低於玻璃化溫度時，鏈段（duàn）被

凍結變成堅硬的固態（tài）或玻璃態。橡膠的玻璃（lí）化（huà）溫度低於室溫。所（suǒ）以橡（xiàng）膠在（zài）常溫下處於高彈態（tài）。而其它（tā）塑料在常溫下是處於脆韌性的玻璃態。

高聚物的自由體（tǐ）積理論認為（wéi），高（gāo）聚物分子結構所占有的整個體積（jī）分成兩部（bù）分。一部（bù）分是分子鏈所占（zhàn）有的空間（jiān），而另一部分是分子鏈之間的自

由空間。當溫度降低時分子鏈（liàn）動能減少，自由空間減少，當溫度升高時，分子鏈段動能增加，自（zì）由空間也增加：當溫度達到玻璃化時，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）以使鏈段活動起來所以自（zì）由空間的體積突然增加。

高聚物在玻璃化溫度以上（shàng）的總自由體積等於玻璃化（huà）溫度（dù）下的自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（gù）態物

料（liào），在升至玻璃化（huà）溫度以後，隨著溫度（dù）的升（shēng）高物料自由體積會（huì）增（zēng）加，其（qí）比容也會加大，但由（yóu）於螺槽容積的限製會（huì）使物料產（chǎn）生內壓，並有加速

固體床的作用。

當高聚物的物理形態發生變（biàn）化時，許多物理性質如比（bǐ）熱容，比容，密度，導熱（rè）係數（shù），膨脹係數，折光指（zhǐ）數，介（jiè）電常數等都跟著變化，因（yīn）此利（lì）

用這些關係可以測定聚合物相變溫度和（hé）高聚物性質。

對於理解塑料在料（liào）筒中加熱（rè），塑料化過程中從加料段（duàn）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（jiāng）起重要作用。

這（zhè）些對（duì）於控製製品脫模時的物（wù）性狀態（tài），頂（dǐng）出溫度和頂出時間是重要的。

2 熔化（huà）溫度（熔點）

熔（róng）化溫度是（shì）指結晶型聚合物從高分子鏈結構的三維有序態轉變為無序的粘流態時的溫度。轉變點（熔點（diǎn））對於低（dī）分子材料來說，熔化（huà）過（guò）程是

非常窄的，有較明顯（xiǎn）的熔點；而對於（yú）結晶型高聚物來（lái）說，從達（dá）到玻璃化（huà）溫度就（jiù）開始（shǐ）軟化，但從（cóng）高彈態轉變為粘流態的液相時卻沒有明（míng）顯的熔

點，而是有一個向粘流態轉變的溫（wēn）度範（fàn）圍。

對高聚物來說，玻璃化溫度，熔化溫度或溫度（dù）範圍都是變相點。有較明顯的變化範圍（wéi），從分子結（jié）構觀點（diǎn）看，都（dōu）是大鏈段（duàn）運動（dòng）的結果（guǒ）。

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

注塑時（shí），料筒的第三（sān）段溫度（靠（kào）近嘴溫的溫度）都要（yào）設定在熔點以上，然（rán）後以降低15~20度的溫度梯度依次設定第二段和第（dì）一（yī）段的料筒（tǒng）溫度

為宜。

3 分解溫度及燃燒特性

熱分解（jiě）溫度是指在（zài）氧氣存在條件下，高聚物受熱後開始分解的溫度範圍。依聚合物化學結構式不同而有顯著的（de）差異，此外還與物料的形（xíng）態有（yǒu）

關。在注塑過程（chéng）中，無論是在預塑階段還（hái）是在注射階段，隻要聚合物局部溫度達到分（fèn）解（jiě）溫度，高分子物料就（jiù）會（huì）訊（xùn）速生成低分子量的可燃性物

質。聚合物的熱分解在氧氣充足條件下是放熱反應，產（chǎn）生的熱會繼續加熱聚合（hé）物。當（dāng）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，產生的燃（rán）燒熱是否（fǒu）和體係進行對流，都與熱分解溫度，比熱容以（yǐ）及（jí）導熱係數等物理性能有密切關係。

注塑時，對聚合物（wù）分解溫度的控製是十分重要的，否則（zé）分解出燃燒物質不僅會影（yǐng）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（jiě）作用，在高分（fèn）子化學中，通常是（shì）指在（zài）化（huà）學（xué）或物理作（zuò）用下，聚合物分子的聚合度降低過程，聚合物在熱，力，氧氣，

水及光輻射等作用下往往發（fā）生降解。降解過程實質量大分子鏈（liàn）發生結構（gòu）變化。如發生彈性消失，強度降低，粘度（dù）減少或增加等現象。

在注塑（sù）中力（lì），水，氧通過溫度對（duì）聚降解起重要影（yǐng）響，在高溫時氧（yǎng）和水更（gèng）能使聚合物分（fèn）解。剪切力的作用（yòng）會（huì）因高溫時聚合物（wù）粘度的降（jiàng）低而減小（xiǎo）。

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

聚合（hé）物是否容（róng）易發生降解，依其分子內部和分（fèn）子外部結構有關；是否有分解的雜質有關；能引（yǐn）起高聚物（wù）降解（jiě）的雜質，一般（bān）都是熱降解的崔化

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

所謂熱（rè）穩定性是指聚合物在高溫下分子鏈抗化學分解能力及耐化學（xué）變化的溫度熱降解溫度稱為穩定性溫（wēn）度略高於分解溫（wēn）度（dù）。對於某（mǒu）些熱穩定

較（jiào）差的聚合物，其溫度範圍隻有（yǒu）5~15度（dù）。

溫度的（de）高低和變化範圍對聚合物的降解有影響外，還（hái）有在溫度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後熱降解和融熔指

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

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

很（hěn）大（dà）的牽引力（lì），當超過鏈的強度就發生鏈斷裂。

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

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

形成可被水解的（de）基團。如果這（zhè）些基團在分子的主鏈上，水解作用會（huì）使（shǐ）主鏈斷鏈而降解。由於某些（xiē）聚合物有水解作用（yòng），因此（cǐ）對這些（xiē）塑料的吸濕

性應加以注意（yì）。

有的塑料具（jù）有吸濕或（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，在注塑中都（dōu）需要幹燥處理，防此水解。