一， 一般物理性（xìng）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

熔化熱又（yòu）稱熔化潛熱，是結晶型聚合（hé）物在形（xíng）成或熔化晶體時所需（xū）要的能量。這部分能量是用來熔化（huà）高分子結晶結構的，所以注塑結晶型聚合

物時要比注塑非結晶（jīng）型料達到指（zhǐ）定熔化溫度下所需的能量要多。

對於非結（jié）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（zhī）需要375J/g即可熔化。

3 比熱（rè）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（jù）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（rè）能不僅要消耗在溫度（dù）升上，還要消耗在使高分（fèn）子結構（gòu）

的變化上，結晶（jīng）型必須補充熔化潛熱所需的（de）熱淚盈眶量才能使（shǐ）物料熔化。

注塑過程中（zhōng），塑料加熱或冷卻特性是由聚合物的熱含（hán）量與溫差所決定的。熱傳遞速率正比於被加（jiā）熱（rè）材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，熔料與模具溫差大。加熱時間取決於料筒內壁與（yǔ）料層之間的溫差和料層厚度（dù）。

4熱擴散係數

熱（rè）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（yóu）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（導熱係數）來決定。

壓力對熱擴散係數影響小，溫度對其影響較大（dà）。

5導熱係（xì）數（shù）

導熱係數反（fǎn）映了材料（liào）傳播熱量的（de）速（sù）度。導熱係數愈高（gāo），材料內熱傳遞愈快。由於聚合物（wù）導熱係數很低，所以無論在料筒中加熱還（hái）是其熔體在

模具中冷（lěng）卻，均需花一定時（shí）間。為了提高加熱和冷（lěng）卻效率（lǜ），需采取一（yī）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

時也（yě）是為了增加熱慣性，保證物料能良好穩定地傳熱，有時還（hái）利（lì）用聚合物的低導熱特（tè）性，采用熱流道模具等。聚（jù）合物導（dǎo）熱係數隨溫度升（shēng）高而

增加（jiā）。結晶型塑料的導熱係數對溫（wēn）度的依賴性要比（bǐ）非結晶型（xíng）的顯（xiǎn）著。

6 密度（dù）與比容

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

動性，耐蠕變性能（néng）降低。

在注塑過程中，聚合物經曆著冷卻—加熱—冷卻反複的熱過程溫度，梯度和聚合物形態的變化都很大，所（suǒ）以（yǐ）密度也在不斷地發生變（biàn）化，這對

注塑製（zhì）品質量起著重要的影響。

比容反映（yìng）了（le）單位物質所占有的體積。這（zhè）是一個衡量在不同工藝條件下高分子（zǐ）結構所占有的空（kōng）間，各種狀態下的膨脹（zhàng）與壓縮，製品的尺寸收縮

等方麵是非常重要的參數。

7 膨脹係數與壓縮係數（shù）

比容（róng）在恒壓（yā）下由（yóu）溫度而引起的變化，即為膨脹係數。聚合物從高溫到低溫表現出比容逐漸減少的收縮特性。聚合物比容不僅取（qǔ）決於溫度而且

取決於（yú）壓力。聚合物比容在不同溫度下都隨壓力而變化，壓力增高比（bǐ）容（róng）減小而密（mì）度加大。這種性質對於用壓力來控製製品的質量（liàng）和尺寸精度

有重要意義。

二 聚合物的熱物理（lǐ）性能

1玻璃化溫度

聚合物的玻璃化溫度（dù）是指線型非結晶型聚合物由（yóu）玻璃態向高彈（dàn）態或（huò）者（zhě）由後者向（xiàng）前者的較變溫度。就是大分子鏈段本身開始變形的溫（wēn）度（dù）當溫度

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

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

高聚物的自（zì）由體積理論認為，高聚物分子結構所占有的整個體積分成兩部分。一部分是分子鏈（liàn）所占有的空間，而另一部分是分子鏈之間的自

由（yóu）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，自由空間也增加：當溫度達到玻璃化時，急劇

產生內聚（jù）力，聚合物膨脹，鏈段開始旋轉，鏈段擁（yōng）有的能量足以使鏈段活動起來所以自由（yóu）空間的體（tǐ）積突（tū）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）溫度下的自由體積與熱（rè）膨脹係（xì）數乗\以溫升之和（hé）。在預塑化時，位於螺槽中的高分子（zǐ）固態物

料，在升至玻璃化溫度以後，隨著溫（wēn）度的升（shēng）高（gāo）物料自由體積會增加，其比容也會加大，但由於螺槽容積的限製會使物料產生內壓，並有加速

固體床的（de）作用。

當高聚物的物理形態發（fā）生變化時，許多物（wù）理性質如比熱容，比容，密度，導熱（rè）係數，膨脹（zhàng）係數，折光指（zhǐ）數，介電常數等都跟著變化，因此利

用這些關係可以測（cè）定聚（jù）合物相變溫度和高聚物性質。

對於理解塑（sù）料（liào）在料筒中加熱，塑料化（huà）過程中從加料段向壓縮段物態轉變，溫升，溫升速率，螺杆轉速，背壓等工藝因素的影（yǐng）響（xiǎng）將起重要作用。

這些對於控製製（zhì）品脫模時的（de）物性狀態，頂出溫度和頂出時間（jiān）是重要（yào）的。

2 熔化溫度（熔點）

熔化（huà）溫度是指結晶型聚合物從高分子鏈結構的三維有序態（tài）轉變為無序的粘流態時的溫度（dù）。轉變點（熔點）對於低分子材（cái）料來說，熔（róng）化過程是

非常窄的，有（yǒu）較明顯的熔點；而對於（yú）結晶型高聚（jù）物來說，從達到玻璃化溫度就開始軟化，但從高彈態轉變為（wéi）粘流態的液相時卻沒有（yǒu）明顯的熔（róng）

點，而是有一個（gè）向粘流態轉變（biàn）的溫度範圍。

對高聚物來說，玻璃化溫度，熔（róng）化溫度或溫度範圍都是變相點。有較明顯（xiǎn）的變化範（fàn）圍，從分子結構觀點看，都是大鏈（liàn）段運動的結果。

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

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

為宜。

3 分解溫度及燃燒特性

熱（rè）分解溫度是指在氧氣存在條件（jiàn）下，高聚（jù）物（wù）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（chà）異，此外（wài）還與物料的形態有

關。在注塑（sù）過程中，無論是在預塑階段還是在注射階（jiē）段，隻要（yào）聚合物局部溫度達到（dào）分解溫度，高分子物料就會訊速生成低（dī）分子量的（de）可（kě）燃性物

質。聚合物的熱分解在氧氣充足條件（jiàn）下是放熱反應，產生的熱會繼續加熱聚合物。當聚（jù）合物達到燃點時就會（huì）燃燒，燃燒體係的溫度是（shì）否（fǒu）會上

升，產生的燃燒熱是否和體係進（jìn）行對流，都與熱分解（jiě）溫度（dù），比熱容以（yǐ）及導（dǎo）熱係數等物理性能有密切關係。

注塑時，對聚合物分解溫度的控製是十分重要的（de），否則（zé）分解出燃（rán）燒（shāo）物質（zhì）不僅會影響製品質量，還會腐蝕設備，危害人體。

三聚合物降（jiàng）解（jiě）及熱穩定性

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

水及光輻射等作用下（xià）往往發生降解。降（jiàng）解過程實質量大分子鏈發生結構（gòu）變化。如發生（shēng）彈性消（xiāo）失，強度降低，粘度減少或增加等現象。

在注（zhù）塑中力，水，氧通過溫度對聚降解起重要（yào）影響，在高溫時氧和水更能使聚合物分解。剪切力的作用會（huì）因高溫時聚合物粘度的降（jiàng）低而減（jiǎn）小。

熱降解（jiě）是指某些聚合物在高溫下時（shí）間過（guò）長，發黃變色，降解，分解等現象（xiàng）。

聚合物（wù）是否容易發生降解，依其（qí）分子內部和分子外部結構有關；是否有分（fèn）解的雜質有關；能引起高（gāo）聚物降解的雜質，一般都是熱降解的崔化

劑，如：PVC 分（fèn）解的產物是氯化氫，POM分（fèn）解產物是甲醛，它們有著加劇高聚物（wù）降解的作用。

所謂熱穩定性是指聚合物在高溫下分子鏈抗化學分解能力（lì）及耐化學變（biàn）化的溫度熱（rè）降解溫度稱為穩定性（xìng）溫度（dù）略高於分解溫度。對於某些熱穩定

較差的（de）聚合物，其溫度範圍隻有5~15度。

溫度的高低和變化範圍對聚合物的降解有影（yǐng）響外，還（hái）有在（zài）溫度場中所經曆的反複加工次數有關。不同的聚合（hé）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（jīng）數（shù）次加工後融（róng）熔指數升高的傾向。而PE，抗衝擊PS醋酸纖維素等有下降（jiàng）的現象（xiàng）。

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

很（hěn）大的牽引力，當超過鏈的強度就發生鏈斷裂。

實驗證（zhèng）明：剪切應力.剪切速率越高，分（fèn）子量降解速度越快，斷裂的鏈（liàn）越短；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（jīng）常發生的，水解作用是由於在聚合物中（zhōng）存在有可以水（shuǐ）解的化學基團。如：酰胺，酯，腈等，或在氧化作用下

形成可（kě）被水解的基團。如果這些基團在分子的主鏈上，水解作用會使主鏈斷鏈而降解。由於某些聚合物有水（shuǐ）解作用，因此對這些塑料的吸濕

性應加以注（zhù）意（yì）。

有的塑料具有吸濕或凝（níng）集水分傾（qīng）向，因為它們含（hán）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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