一、一般物理性（xìng）能

1總熱容（róng）量（liàng）

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

熔化熱又稱熔（róng）化潛熱，是結晶（jīng）型聚合物在形成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（dá）到指定熔化溫度（dù）下所需的能（néng）量要多。

對於非結晶型聚合物無需熔（róng）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（kě）熔化（huà）。

3 比熱容（róng）

比熱容是單位重量的物料溫度上升1度時所需（xū）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，補充的熱能（néng）不僅（jǐn）要消耗在溫度升上（shàng），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（yíng）眶量才能使物料熔化。

注塑過程中，塑料加熱或冷卻特性是（shì）由聚合物的熱含量與（yǔ）溫差所決定的（de）。熱（rè）傳遞速率正比於（yú）被（bèi）加熱材料和熱源之間的溫（wēn）差。

一般（bān）冷卻要比熔化（huà）快（kuài），因為大（dà）體上料筒與（yǔ）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（céng）之間的溫（wēn）差和料層厚度（dù）。

4熱擴散係數

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）的物料溫度升高（gāo）1度時所需（xū）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（shù）影響小，溫度對（duì）其影響較（jiào）大。

5導熱係數

導熱係數反映了材（cái）料傳播（bō）熱（rè）量的速度。導熱係數愈高（gāo），材料內熱（rè）傳遞愈快。由於聚合物導熱係數很低，所以無論在料筒中加熱還是其（qí）熔體在

模（mó）具中冷卻，均需花一定時間（jiān）。為了（le）提高加（jiā）熱和冷卻效率，需采取一（yī）些技術措施。如：加熱料筒要求有一定的厚（hòu）度，這不僅是考慮強度，同

時也（yě）是為了（le）增加熱慣性，保證物料能良好穩定地（dì）傳熱，有時還利用聚合物的低導熱特性，采用熱流道模具等。聚合物（wù）導熱係數隨溫度升高而（ér）

增加。結晶型塑料的導熱係數對溫度的依賴性（xìng）要比非結晶（jīng）型的顯著。

6 密度與比容

密度增加會（huì）使製品中的氣（qì）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（dù）硬度（dù）以及軟化溫度提高；使壓縮性，衝擊強度，流

動（dòng）性，耐蠕變性能降低。

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，所以密度也在（zài）不斷地發生變化，這對

注塑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（yī）個衡量在不同工藝條（tiáo）件下高分子結構所占有的空間，各種狀態（tài）下的膨脹與（yǔ）壓縮，製品的（de）尺寸收縮

等方麵是非常重要的（de）參數（shù）。

7 膨（péng）脹係數與壓縮係數

比容（róng）在恒壓下由溫度而（ér）引起的變化，即為膨脹係數。聚合物從高溫到低溫表現（xiàn）出比容逐漸減少的（de）收縮特性（xìng）。聚合物比容不僅取決於溫度而且

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

有重要意（yì）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是指線型非結晶型聚合物（wù）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（de）溫度當（dāng）溫度

高於玻璃化溫度時，大分子鏈（liàn）開始自由活動，但（dàn）還不是整個（gè）分子鏈段（duàn）的運動。這時表現出高彈性的橡膠性（xìng）能；當低於玻璃化（huà）溫度時，鏈段被

凍結變成堅硬（yìng）的固（gù）態（tài）或玻璃態。橡膠的玻璃化溫度低於（yú）室溫。所以橡（xiàng）膠在常溫下處於高（gāo）彈態。而其它塑（sù）料在常溫下是處於脆韌性的（de）玻璃態。

高聚（jù）物的自由（yóu）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（bù）分（fèn）。一部分是分子鏈所占有的空間，而另一部分是分子（zǐ）鏈之間（jiān）的自

由空間。當溫度降低時分子鏈（liàn）動能減少，自由空（kōng）間減少，當溫度升（shēng）高時，分子鏈段動能增加，自由空間也增加：當（dāng）溫度達到玻璃化時，急（jí）劇

產生內聚力，聚合物膨脹，鏈（liàn）段開始旋轉，鏈段（duàn）擁有的能量足以（yǐ）使鏈段活動起來所以（yǐ）自（zì）由空間的體積突然增加。

高聚物在玻璃（lí）化溫度以上的總自由體積等於玻璃化溫（wēn）度下的自由體積與熱膨脹係數（shù）乗\以溫升之（zhī）和。在預塑化時，位於螺槽（cáo）中的高分子固態物

料（liào），在升至玻璃化溫度以後，隨著溫（wēn）度的升（shēng）高物料自由體（tǐ）積會（huì）增（zēng）加，其比容也（yě）會加大，但由（yóu）於螺槽容積的限製會使物料產（chǎn）生內（nèi）壓，並有加速

固體床的作用（yòng）。

當高聚物（wù）的（de）物理形態發生（shēng）變化（huà）時，許多物理性質如比熱容，比容，密度，導（dǎo）熱係數，膨脹係數（shù），折光指數，介電（diàn）常數等都跟著變化，因此利

用這些關係可以（yǐ）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（chéng）中從加料段向壓縮段物態轉變，溫升，溫升（shēng）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（tài），頂（dǐng）出溫度和頂出時間是重要（yào）的。

2 、熔化溫度（熔點）

熔化溫度是指結晶型聚合物從高（gāo）分子（zǐ）鏈（liàn）結構的三維有序（xù）態（tài）轉變為無序的粘流（liú）態（tài）時的溫度（dù）。轉變點（diǎn）（熔點）對於低分子材料來說，熔化過（guò）程是（shì）

非常窄的，有較明顯的熔點；而對於結晶型高聚物來說，從達到玻璃（lí）化（huà）溫度就（jiù）開始軟化（huà），但從高彈態轉變為粘流態的液相（xiàng）時卻沒有（yǒu）明顯的熔

點，而是有一個向粘流（liú）態轉變的溫度（dù）範圍。

對高聚物（wù）來說（shuō），玻璃化溫度，熔化溫度（dù）或溫度（dù）範圍都是變相點（diǎn）。有較明顯的變化（huà）範圍，從分子結構觀點看，都是大鏈段運動的結果。

一（yī）般有增塑（sù）劑的聚合物（wù）熔點要比無增塑（sù）劑的要（yào）低，共聚物的熔點要比組成共聚物中較（jiào）高均聚物（wù）的熔點（diǎn）要低些。

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

為宜。

3 、分（fèn）解溫度及燃燒（shāo）特性

熱分解溫度是（shì）指在氧氣存在條件下，高聚物受熱後開始分解（jiě）的溫（wēn）度範圍。依聚（jù）合物化學結構（gòu）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（wú）論是在預塑階段還是在注射階段，隻（zhī）要聚合物局（jú）部溫度達到分解溫度，高分子物料就會訊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物。當（dāng）聚合物達到燃點時就會燃燒，燃燒體係的溫度是（shì）否會（huì）上

升（shēng），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（néng）有密切關係。

注塑時（shí），對聚合物分解溫度的控製（zhì）是十分重要的，否則分解出燃燒物質不僅會影響製品質量（liàng），還會腐蝕設備（bèi），危害人體（tǐ）。

三、聚合物降解及熱穩定性

所謂降解，是指遞解分解作用，在高分子化學中，通常（cháng）是指在化學或物（wù）理作用（yòng）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生降解。降解過程實質量大分子鏈發生結構變化。如發（fā）生彈性消失，強度降（jiàng）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（chóng）要影響，在高溫時氧（yǎng）和水更能（néng）使聚合物分解。剪切力的作用會因高溫（wēn）時聚合物粘度的降（jiàng）低而（ér）減小。

熱降解是指某些聚合物在高（gāo）溫下時間過長，發黃變色，降解，分解等現（xiàn）象。

聚合物是否容易發（fā）生（shēng）降解，依其分子內部和分子外部（bù）結構有關；是否有分解（jiě）的雜質有（yǒu）關；能引起高聚（jù）物降解的雜質，一般都是熱降解的崔化

劑（jì），如：PVC 分解的產物是氯化（huà）氫（qīng），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變化的溫度熱降解溫度（dù）稱為（wéi）穩定性溫度略高於分解溫度。對於某些熱穩定

較差的聚合物，其溫度範圍（wéi）隻有5~15度。

溫度的高低和變化範（fàn）圍對聚合物的降解有影響外（wài），還（hái）有在溫度場中所經曆的反複加工次數有關。不同的聚合物（wù）在反複（fù）加工後（hòu）熱降解（jiě）和融熔指

數有（yǒu）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升高的傾向。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分子在外力作用下，沿力的方向上發（fā）生流動，分（fèn）子鏈之間發生（shēng）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（jiù）發生鏈斷（duàn）裂。

實驗證明：剪切應力.剪切速率越高，分（fèn）子量降解（jiě）速度越快，斷裂的（de）鏈越短；當提高加熱（rè）溫度或增塑劑含量時，力的降（jiàng）解作用會（huì）減小。

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

形成可被水解（jiě）的基團。如果這些基團在（zài）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解作用（yòng），因（yīn）此對這些塑料的（de）吸濕

性應加以注意。

有的塑料具有吸濕或凝集水分傾向，因為（wéi）它們（men）含有極性親水基團，如ABS, PMMA, PA, PC, PPO等，在（zài）注塑中都需要幹燥（zào）處理，防此水解。

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