一， 一般物（wù）理（lǐ）性能

1總熱容（róng）量

總熱容量是指注塑物料在注塑工藝溫度（dù）下的總（zǒng）熱（rè）容量（liàng）。

2 熔化熱

熔化熱又稱熔（róng）化潛熱，是結晶型聚合物在形成或熔化晶體時所（suǒ）需要（yào）的能量。這部分能（néng）量是（shì）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（jié）晶（jīng）型料達到指定熔化溫度下所需的能量要多。

對於非結晶型聚合物（wù）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（yào）375J/g即可熔（róng）化。

3 比熱容

比熱容（róng）是單位（wèi）重量的物料溫度上升（shēng）1度時所需（xū）熱量[J/kg.k]。

不同高聚（jù）物的比熱容（róng）是不同的，結晶型（xíng）比非對麵型（xíng）要高。因為加（jiā）熱聚合物時，補充的熱（rè）能不僅要消耗在溫度升上，還（hái）要消耗在使高分（fèn）子結構

的（de）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）程中，塑料加熱或冷卻特性是由聚合物的熱含量與溫差所（suǒ）決定的。熱傳遞速率正比於被加熱材（cái）料和熱源（yuán）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（mó）具溫差大。加熱時間取決於料筒內壁與料層（céng）之間的溫差和料層厚度。

4熱擴散係數（shù）

熱擴散係數是指溫度在加熱物（wù）料中傳遞的速度，又（yòu）稱導熱係數其值是（shì）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（liào）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。

5導熱係（xì）數

導熱係數反映了材料傳播熱量的速度。導熱係數愈高，材料內熱傳遞愈快。由於聚合物導熱係數很低，所以無論在料筒中加熱還是（shì）其熔體在

模具中冷（lěng）卻，均需花一定時間。為了提（tí）高加熱和冷卻效率，需采取一些技術措（cuò）施。如：加（jiā）熱料（liào）筒要求有一定（dìng）的厚度，這不僅是考慮強度，同

時也（yě）是為了增加熱慣性，保證物料能良好穩定地傳熱（rè），有時還利用聚合物的（de）低導熱（rè）特性，采用熱流道模具等。聚合物導熱係（xì）數隨溫（wēn）度升高而（ér）

增加。結晶型塑料的導熱係數對溫（wēn）度（dù）的依賴性要比非結晶（jīng）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（lǜ）減少，但是使製品的拉伸強度，斷裂伸長，剛度硬度以及軟化溫（wēn）度提高；使壓縮（suō）性（xìng），衝擊（jī）強度，流

動（dòng）性（xìng），耐蠕變性能降低。

在注塑過程中，聚合物經曆著冷卻—加熱（rè）—冷卻反（fǎn）複的（de）熱過程溫度（dù），梯度和聚（jù）合物形態的變化都很大，所以密度也在不斷地發生變化，這（zhè）對

注塑（sù）製品質量起（qǐ）著重要的影響。

比容反映了（le）單位物質所占有的體積。這是一（yī）個衡量在不同工藝條件下高分子（zǐ）結構所占有的空間（jiān），各種狀態下的膨脹與（yǔ）壓縮，製品的尺寸（cùn）收縮

等方麵是非常重（chóng）要的參數。

7 膨脹係數（shù）與壓（yā）縮係數

比容在恒壓下由溫度而（ér）引起的變化，即為膨（péng）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（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（bú）同溫度下都隨壓力而變化，壓力增高比（bǐ）容減小而密度加大（dà）。這（zhè）種（zhǒng）性質對於用壓（yā）力來控（kòng）製製品的質量和尺寸精度

有重要意義。

二 聚合物的熱物理性能

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（wù）由玻璃態向高彈態或者由後者向（xiàng）前者的較變（biàn）溫度。就是大分子鏈段本身（shēn）開（kāi）始變（biàn）形的溫度當溫度

高於玻璃化溫度時，大分子鏈開始自由（yóu）活（huó）動，但還不是整個分子鏈段的運動。這時表現出高彈性的橡膠性（xìng）能；當低（dī）於玻璃化溫度時，鏈段被（bèi）

凍結（jié）變成堅硬的固態或玻璃（lí）態（tài）。橡膠的玻（bō）璃化溫度低於室溫。所以橡膠（jiāo）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（jù）物的自由體積理論認（rèn）為，高聚（jù）物分子結（jié）構所（suǒ）占有的整個體積分成兩部（bù）分。一部分是分子鏈所占有（yǒu）的（de）空間，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動能減少，自由空間減少，當溫度升高時，分子鏈段（duàn）動（dòng）能增加，自由空間也增（zēng）加（jiā）：當溫度達到（dào）玻璃化（huà）時，急劇

產生內聚力，聚合物膨（péng）脹，鏈段開始旋轉，鏈段擁有的能量足以使鏈段活動起來所（suǒ）以自由空間的體積突然增加。

高（gāo）聚物在（zài）玻璃化溫度以上的總自由體積等於玻璃化溫（wēn）度下（xià）的自由體積與（yǔ）熱膨脹係數乗\以溫（wēn）升（shēng）之和。在預（yù）塑化時，位於螺槽中的高分子固態物

料，在升至玻（bō）璃化溫度以後（hòu），隨著溫（wēn）度的升高物料自由體（tǐ）積會增加，其比容也（yě）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

固體床的作用。

當高聚物的物理形態發（fā）生變化時，許多物理性（xìng）質（zhì）如比熱容，比容，密度，導熱係（xì）數，膨脹係數，折光指數，介電常數等都跟著變化，因此利

用這些關係可以測定聚合物相變溫度和（hé）高聚物性質。

對於理解塑料在料筒中加熱，塑料化過程中（zhōng）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（gōng）藝因素的影響將起（qǐ）重要作用（yòng）。

這些對於控製製品脫（tuō）模時的物性狀態，頂出（chū）溫度和頂出時間是（shì）重要的。

2 熔化溫度（熔點）

熔化溫度是指結晶型聚合物從高（gāo）分子鏈結（jié）構的三維有序態轉變為無序的粘流（liú）態時的溫度。轉（zhuǎn）變點（熔點）對於（yú）低（dī）分子材料來說，熔（róng）化過程是（shì）

非常窄的（de），有較明顯的熔點；而對於結晶型高聚物來說，從達到玻璃化溫度就開始軟化，但從高彈態（tài）轉變（biàn）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（de）溫度範圍。

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

一般有增塑劑的聚合物熔點要比（bǐ）無增塑劑的要低，共聚物的熔點（diǎn）要比（bǐ）組成共聚物中較高（gāo）均聚物的熔點要低些。

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

為宜。

3 分解溫度及（jí）燃（rán）燒特性

熱分解溫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。依聚合物化學結構（gòu）式不同而有顯（xiǎn）著的差異（yì），此外還與物料的（de）形態有

關。在注塑過程中，無論是在預塑階段還是在注（zhù）射階（jiē）段，隻要聚（jù）合物局部溫度（dù）達到分解溫度，高分子物料就會訊（xùn）速（sù）生成低分子量（liàng）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，產生的熱會繼續加熱聚合物。當聚（jù）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（fǒu）和體係進行對（duì）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係。

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

三聚合物（wù）降解及熱穩定性

所謂降（jiàng）解，是指遞解分解作用，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，

水及光輻射等作用下往往發生（shēng）降解。降解（jiě）過程（chéng）實質量大分子（zǐ）鏈發生結構變化。如（rú）發生彈性消（xiāo）失，強度降（jiàng）低，粘度減少（shǎo）或增加等現象。

在注塑中（zhōng）力，水，氧通過溫度對聚降解（jiě）起重要影（yǐng）響（xiǎng），在高溫時氧和水（shuǐ）更（gèng）能使聚（jù）合物分解。剪切力的作用會因高溫時聚合物粘度的降低而減小（xiǎo）。

熱降解是指（zhǐ）某（mǒu）些聚合物在高溫下時間過長，發黃變色，降（jiàng）解，分解等現象（xiàng）。

聚（jù）合物是否容易發生降解，依其分子內部和分子外（wài）部（bù）結構有關；是否有分解（jiě）的雜（zá）質有關；能引起高聚物降解的雜質，一般都是熱降解的崔化

劑，如：PVC 分解的（de）產物是氯化氫，POM分（fèn）解（jiě）產物是甲醛，它們有著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（fèn）子鏈（liàn）抗化學分解能力及耐化學變化的溫度熱降解（jiě）溫度稱為（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（wēn）度範圍隻有5~15度。

溫度的高低和變化（huà）範圍對聚（jù）合（hé）物的（de）降解有（yǒu）影（yǐng）響外，還有在溫度場中所經曆的反複（fù）加工次數有關。不同的聚合物（wù）在反複加工後熱降解和融熔指

數有著較大（dà）的差異（yì）。在正常溫（wēn）度下（xià）PS, PC, PP,經數次加工（gōng）後融熔（róng）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（wù）在剪切應力作用下纏結（jié）著的大分子在外力作用下，沿力的方向上發生流動（dòng），分子（zǐ）鏈之間發生解（jiě）脫，當解脫發生障礙時，分子鏈將受到

很（hěn）大的牽引力，當（dāng）超過鏈的強度就發（fā）生鏈斷裂。

實驗證明（míng）：剪切應力.剪切速率越高，分子（zǐ）量降解速度越快，斷裂的鏈越短；當提高（gāo）加熱溫度或增（zēng）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（zài）有可以水解的化學基團。如：酰胺，酯（zhǐ），腈（jīng）等，或在氧（yǎng）化作用下

形成（chéng）可被水解的基團。如果這些基團在分子的主鏈上，水解作用會（huì）使主鏈斷鏈而降解（jiě）。由於（yú）某些聚合物有（yǒu）水解作用（yòng），因此對這些塑料的吸濕

性（xìng）應加以注（zhù）意。

有的塑料具有吸濕（shī）或凝集水分傾向，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（jiě）。

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