一、一般物理性能

1總熱容量

總熱容量是指注塑物料在注塑（sù）工藝溫度下的總熱容量。

2 熔化（huà）熱

熔（róng）化熱又稱熔化潛熱，是結（jié）晶型聚合物（wù）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（gāo）分子結晶結構的（de），所（suǒ）以注塑結晶型聚合

物（wù）時要比注塑非結晶型料達到指定熔化溫度下所需的能量要多。

對於非結晶（jīng）型聚合物無需熔化潛（qián）熱。使（shǐ）POM達到注（zhù）塑溫度需熱約452/g(100.8cal/g),PS隻需要（yào）375J/g即可（kě）熔化。

3 比熱容

比熱容是（shì）單位重量的物料溫度上升1度（dù）時所需熱量[J/kg.k]。

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

的變化上，結晶型必須（xū）補充熔化潛（qián）熱所需的熱淚（lèi）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（jué）定的。熱傳遞速率正比於被加熱材料和（hé）熱源之間的溫差。

一般冷卻要（yào）比熔化快，因為大體（tǐ）上料筒（tǒng）與（yǔ）物（wù）料溫差小，熔料與（yǔ）模具（jù）溫差大（dà）。加熱時間取（qǔ）決於（yú）料筒內壁（bì）與料層之間的溫差和料層厚度。

4熱擴散係（xì）數

熱擴散係數是指溫度（dù）在加（jiā）熱物料中（zhōng）傳遞的速度，又稱導熱係數其值是由單位（wèi）質量的物料（liào）溫度升高1度時所需的（de）熱量（比熱容）和（hé）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。

5導熱係數

導熱係數反（fǎn）映了材料傳播熱量的速度。導熱係數愈高，材料內（nèi）熱傳遞愈（yù）快。由於聚合物導（dǎo）熱係數（shù）很低，所以無論在料筒中加（jiā）熱還（hái）是其熔體在

模具中（zhōng）冷卻，均需花一（yī）定（dìng）時間。為了提（tí）高加熱和（hé）冷卻效率，需采取一些技術措施。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（le）增加（jiā）熱慣性，保證物料能良好穩定地（dì）傳熱，有時（shí）還利用聚合物的低導熱特性，采用熱流道模具等。聚合物導熱係數隨溫度升高而

增加。結晶型塑料的導熱係數對溫度的依賴性要比非結晶（jīng）型的顯著。

6 密度與比容

密度增（zēng）加會使（shǐ）製品中的氣體和溶劑滲透率（lǜ）減少，但是使製品的拉伸（shēn）強度，斷裂伸長，剛度硬度以及軟化（huà）溫度提高；使壓縮（suō）性，衝擊強度，流

動性，耐（nài）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，所以密度也在不斷地發生變化，這對

注塑製品質量起著（zhe）重（chóng）要的影響。

比容反映了單位物質所占有的體積。這是一個衡（héng）量在不同工藝條件下高分子結構所占有的空間（jiān），各種狀態下（xià）的膨脹與壓縮，製品的尺寸收縮

等方麵是非常重（chóng）要的參數（shù）。

7 膨脹係數與壓縮係數

比容在（zài）恒壓下由溫度而引起的變化，即為（wéi）膨脹係（xì）數。聚合物從高溫到低溫表現出比容逐漸減少的收（shōu）縮特性。聚合（hé）物比容不僅取決於溫（wēn）度而且

取（qǔ）決於壓（yā）力。聚合物比容在不同（tóng）溫度下都隨壓力而變化，壓力（lì）增高比容減小而密（mì）度加大。這（zhè）種（zhǒng）性質對於用壓力來控製製品的質量和尺寸精度

有重要意（yì）義。

二 、聚合物（wù）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（jīng）型聚合物由玻璃態向高（gāo）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（shǐ）變形（xíng）的溫度當溫度

高於玻璃化溫度時，大分子鏈（liàn）開始自由活動，但還不是整個分子鏈段的（de）運動。這時表現出高（gāo）彈性（xìng）的橡膠性能（néng）；當低於玻璃化溫度時，鏈段被

凍結變成堅硬的固態或玻璃態。橡膠的玻璃化（huà）溫度低於（yú）室溫。所以橡（xiàng）膠在常溫下處於（yú）高彈態。而其它塑料在常溫（wēn）下是（shì）處於脆韌性的（de）玻璃態。

高聚物（wù）的自由體積理論認為，高聚物分子結構所占有的整個體積分成兩部分。一部分是分子鏈所占有（yǒu）的空間，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（jiǎn）少，自由空間減少，當溫（wēn）度升高時（shí），分子鏈段動能增加（jiā），自由空間也增加：當溫度（dù）達到玻璃化時，急劇

產生內聚力，聚合物膨脹，鏈段開始旋轉，鏈段擁有的能量足以使（shǐ）鏈段活（huó）動起來所以自由空間的體積突然（rán）增加。

高聚物在玻璃化溫度以上的總自由體積（jī）等於玻璃化溫度下的自由體積與熱膨脹係數乗\以溫升之和。在預（yù）塑化（huà）時，位於螺槽中（zhōng）的高分子固態物

料，在升至玻璃（lí）化溫度以後（hòu），隨著（zhe）溫度的升高（gāo）物料自（zì）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

固體床的作用。

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

用這些關係可以測定聚合物相變溫（wēn）度和高聚（jù）物（wù）性質。

對於理解塑料在料筒中加熱，塑料化過程中從加料段向壓縮段物態（tài）轉變，溫升，溫升速率，螺杆轉速，背（bèi）壓等工藝因素的影響將起重要作用。

這些對（duì）於控製製品脫模時的物性狀態，頂出溫度（dù）和頂出時間（jiān）是（shì）重要的。

2 、熔化溫度（dù）（熔點（diǎn））

熔化溫度是指結晶型（xíng）聚合物從高分子鏈結構的三維有序（xù）態轉變為無序（xù）的粘流態時的溫度。轉變點（熔點）對於低分子材料來說，熔化（huà）過程是

非（fēi）常窄的，有較明顯的熔點；而對於結晶型高聚物來說，從達到玻璃化溫度就開始（shǐ）軟化，但從高彈態轉變為粘流態的液相時卻沒有明顯的熔

點，而是有一個向粘流態轉變的溫度範（fàn）圍。

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

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

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

為宜。

3 、分解溫度及燃燒特性

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（hé）物化學（xué）結構式不同而有顯著的（de）差異，此外還與物料的形態有

關。在注塑過程（chéng）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（wēn）度達（dá）到分解溫度，高（gāo）分子物料就會訊速生成低分子量的可（kě）燃性物

質。聚合物的熱分解在氧氣充足（zú）條件下是放（fàng）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（chǎn）生的（de）燃燒（shāo）熱是否和體係（xì）進行對（duì）流，都與熱（rè）分解溫度（dù），比熱容以及（jí）導（dǎo）熱係數等物理性（xìng）能有密切關係。

注塑（sù）時，對聚合物分（fèn）解（jiě）溫度的控製是十分重要的，否則分解出燃燒（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（wù）降解及（jí）熱穩定性

所謂降解，是指遞解分解作用，在高分子化學中，通常是指在化學或物理作用下，聚合物分子的聚合（hé）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（guò）程實質量大分（fèn）子鏈發生結構變化。如發生（shēng）彈性（xìng）消失，強度降低，粘度減少（shǎo）或增加等現象。

在注塑中力，水，氧通過溫度對聚降解起重要影響，在高溫時（shí）氧和水更能使聚合物分解（jiě）。剪（jiǎn）切力的作（zuò）用會因（yīn）高溫時聚合物粘度的降低（dī）而（ér）減小。

熱降解是指某些聚（jù）合（hé）物在高溫下時間（jiān）過長（zhǎng），發黃變色，降解，分解等現象。

聚合物是否容易發生降解，依其分子內部和分子（zǐ）外部結構有（yǒu）關；是否（fǒu）有分解的雜質（zhì）有關（guān）；能引起（qǐ）高聚物降解的雜質，一般都是熱降（jiàng）解的崔（cuī）化

劑，如：PVC 分解的產物是氯化氫，POM分（fèn）解產物是甲醛，它們有著加（jiā）劇高聚物降解的作（zuò）用。

所謂熱穩定性是指聚（jù）合物在高溫下分（fèn）子鏈抗化學（xué）分（fèn）解能力及耐化學變化的溫度熱降解（jiě）溫度稱為穩（wěn）定性溫（wēn）度（dù）略（luè）高（gāo）於分解溫度。對於某些熱（rè）穩定

較差的聚合物，其溫度範圍隻有（yǒu）5~15度（dù）。

溫度的高低和變化範圍對聚合物的降解有（yǒu）影響外，還（hái）有在溫度場中所經曆（lì）的反複加工次數有（yǒu）關。不同的聚合物在反（fǎn）複加工後熱（rè）降解和融熔指

數有（yǒu）著較大（dà）的差異。在正常溫度下（xià）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（sù）等有下降的現象。

聚合物在剪切應力作用下纏結著的（de）大（dà）分子在外力作用下，沿力的方向上發生流動，分子（zǐ）鏈之間發生（shēng）解脫，當解脫發生障礙時，分子鏈將受到（dào）

很大的牽引力，當超過（guò）鏈的強度就發生鏈斷裂。

實驗（yàn）證明：剪切應力.剪切速率（lǜ）越高，分子量降解速度越（yuè）快，斷（duàn）裂的鏈越短；當提高加熱溫（wēn）度或增塑劑含量（liàng）時，力（lì）的降解作用（yòng）會減小。

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

形成可被（bèi）水解的基團。如果這些基團在分子的主鏈（liàn）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，因（yīn）此對這些塑料的吸濕

性應加（jiā）以注意。

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（rú）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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