一， 一般物（wù）理性能

1總熱容量

總熱容量是（shì）指注塑物料在注塑工（gōng）藝溫度下的總（zǒng）熱容量。

2 熔化熱

熔化熱又稱熔化潛熱，是結（jié）晶型聚合物在形（xíng）成或熔化晶體時所需要的能量（liàng）。這部分能（néng）量是用來熔化（huà）高分子結晶結構（gòu）的，所以注塑結晶型聚合

物時要比注塑非結晶型料達（dá）到（dào）指定（dìng）熔化溫度下所需的能量要多。

對於（yú）非結晶型聚合物無需熔化潛熱。使POM達到注塑溫度需熱約452/g(100.8cal/g),PS隻需要375J/g即可熔化。

3 比熱容

比熱容（róng）是單位重量的物料溫度上（shàng）升1度時所需熱量[J/kg.k]。

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

的變化上，結晶型必須補充熔化潛熱所需的熱（rè）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（shì）由聚合（hé）物的熱含量與溫（wēn）差所決定的。熱傳遞（dì）速率（lǜ）正比於被加熱材料和熱源（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（jù）溫差大。加熱時間取決於（yú）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（shì）指溫度在加熱物料（liào）中傳遞（dì）的速度，又稱導熱係數其值是（shì）由單位質量的物料溫度升高1度時所需的熱量（比熱容）和材料吸（xī）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（dǎo）熱係（xì）數

導熱係數反（fǎn）映了材（cái）料傳播熱量（liàng）的速度。導熱係（xì）數愈高，材料（liào）內熱（rè）傳遞愈快。由於聚合物導熱係數很低（dī），所以無論在料筒中加熱還是其熔體在

模具中冷卻，均需花一定（dìng）時間。為了提高加熱和冷卻效率，需采取一些技術措施。如：加（jiā）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）增加熱（rè）慣性，保證物料能良好（hǎo）穩定地傳熱，有時還利用聚（jù）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

增加。結晶型塑料的導熱係數對溫度的依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（zhōng）的氣體和溶劑滲透率減少，但是（shì）使製品的拉伸強度，斷裂伸長，剛度硬度（dù）以及軟化溫度提高；使壓縮性，衝擊（jī）強度，流

動性，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（de）熱過程溫度，梯度和聚合物形態的變化都很大，所以密度（dù）也在不斷地發生變（biàn）化，這對

注塑（sù）製品質量起（qǐ）著重要（yào）的影響。

比容反映了單位（wèi）物質所占有（yǒu）的體積。這是一個衡量在不（bú）同工藝條件下高分子結（jié）構所（suǒ）占有的空間，各種狀態下的膨脹與壓縮，製品的（de）尺寸收縮

等方麵（miàn）是非常重（chóng）要的參數（shù）。

7 膨脹（zhàng）係數與壓縮（suō）係數

比（bǐ）容在恒壓下由溫度而引起的變（biàn）化（huà），即為（wéi）膨脹係（xì）數。聚（jù）合（hé）物從高溫到低溫表現出（chū）比容逐（zhú）漸減少的收縮特性。聚合物比容不僅取決於溫度而且

取決於壓力。聚合物比（bǐ）容在不同溫度下都隨壓（yā）力而變化，壓力增（zēng）高比容減小（xiǎo）而密（mì）度加大。這種性質（zhì）對於（yú）用壓力來控製製品的（de）質量和尺寸精（jīng）度

有重要意義。

二 聚合物的熱物理（lǐ）性能

1玻璃（lí）化溫度

聚合物的玻璃化溫度是指線型非結（jié）晶型聚合物（wù）由玻璃態向（xiàng）高彈態或者由後者向前者的較變溫度。就是大分（fèn）子鏈段本身開始變形的溫度當溫度

高於玻（bō）璃化（huà）溫度時，大分子鏈開始自由（yóu）活動，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能；當低於（yú）玻璃化溫度時，鏈段被

凍結變成堅硬的固態或玻璃（lí）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（tài）。而其它塑料（liào）在常溫（wēn）下是處（chù）於（yú）脆韌性的玻璃態。

高聚物的自由體積理論認為，高聚物分子（zǐ）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的空（kōng）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（gāo）時，分（fèn）子鏈段動（dòng）能增加，自由空（kōng）間也增（zēng）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（zhuǎn），鏈段擁有的能量足以使鏈段活動起來所以自由空間的體積突然增加。

高聚物（wù）在玻璃化溫度以上的總自由體（tǐ）積等於玻璃化（huà）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（shí），位於螺槽中的高分子固態物

料（liào），在升至玻璃化溫度以後，隨著溫度（dù）的升高物料自由（yóu）體積（jī）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（zuò）用。

當高聚物的物理形（xíng）態發生變化時，許多物理性質（zhì）如（rú）比熱容，比容，密度，導熱係數，膨脹係數，折光指數，介（jiè）電常數等都跟（gēn）著變化，因此利

用（yòng）這些關係可以測定聚合物相變溫度和高聚物性質。

對於（yú）理解塑料在料筒中加熱，塑料化過程中從加料（liào）段向壓縮（suō）段（duàn）物態轉變，溫升，溫升速率，螺杆（gǎn）轉速，背壓等（děng）工藝因素的影響將起（qǐ）重要作用。

這些對於控製製品脫模時的物性狀態，頂出溫度和頂出時間是重要的。

2 熔化溫度（熔點）

熔化溫度是指結晶型聚合（hé）物從（cóng）高分子鏈結構的三維有序態轉（zhuǎn）變為（wéi）無序的粘流態時的溫度。轉變點（熔點）對於低分子材料來說，熔化過程是

非常窄的，有較明顯（xiǎn）的熔點；而對於結晶型高聚（jù）物來說，從達到玻璃化溫（wēn）度就開始軟化（huà），但從高彈態轉變為粘流態的（de）液相時卻沒有明顯的熔

點，而是有一個向粘流態轉（zhuǎn）變的溫度範圍。

對高聚物來說，玻璃化溫度，熔化溫度（dù）或溫度範圍都是變（biàn）相（xiàng）點。有較明（míng）顯的變化範圍，從分子結構觀點看，都是大鏈段運動的結果。

一般有增塑劑（jì）的聚合物熔點要比無增塑劑的要低，共聚物的熔點要比組成共聚物（wù）中較（jiào）高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（róng）點以上，然後以降低15~20度的溫度梯度依次設定第（dì）二段（duàn）和第一段的料筒溫度

為宜。

3 分解溫度及燃燒特性

熱分解溫度是指（zhǐ）在氧氣存在條件下，高聚物受（shòu）熱後開始分（fèn）解的溫度範圍。依聚合物化學結構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（zhōng），無論是在預（yù）塑階段（duàn）還是在（zài）注射階段，隻要聚合物局部溫度達到分解溫度，高（gāo）分子物料就會訊速生成（chéng）低（dī）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，產生（shēng）的熱會繼續加（jiā）熱聚合物。當聚合物達到燃點時就會燃燒，燃燒體係的溫度是否會上

升，產生的燃燒熱是否和體係進行對（duì）流，都（dōu）與熱分解溫度，比熱容以（yǐ）及導熱係數（shù）等物理性能有密切關係。

注塑時，對聚合物分解（jiě）溫度的控製是十分（fèn）重要的，否則分解出燃燒物質不僅會影（yǐng）響製（zhì）品質量（liàng），還會腐蝕設（shè）備，危害人（rén）體。

三聚合物（wù）降（jiàng）解及熱穩定性

所謂降解，是指（zhǐ）遞解分（fèn）解（jiě）作用，在高分子化學中，通常是（shì）指在化學或物理作用下，聚合物分子的聚合度降低過程（chéng），聚（jù）合物在熱，力，氧氣，

水及光輻射等作用下往往發生（shēng）降解。降解過程（chéng）實質量大分子鏈發生結構變化。如發生彈性消（xiāo）失，強度降低，粘度減少或（huò）增加等（děng）現象。

在注塑中力，水，氧通過溫（wēn）度對聚降解（jiě）起重要影響，在高溫時（shí）氧和水更能使聚合物分解。剪切力的（de）作用（yòng）會因高溫時（shí）聚合物粘（zhān）度的降低而減小（xiǎo）。

熱降解是指某些聚（jù）合物在高溫下時間過長，發黃變色，降解，分解等現象。

聚合（hé）物是否（fǒu）容易發（fā）生降解（jiě），依（yī）其分（fèn）子內部和分子外部結構有關；是否有（yǒu）分解的雜質有關（guān）；能引起高聚物降解的雜質，一般都是熱降解的崔化

劑，如：PVC 分解的產物（wù）是氯化氫，POM分解產物是甲（jiǎ）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子鏈抗化學（xué）分解能力及耐化學變（biàn）化的溫度熱降解溫度稱（chēng）為穩定性溫度略高於分解溫（wēn）度。對於某（mǒu）些熱穩定

較差的聚合物，其溫度範圍隻有5~15度。

溫度的高低和變化範圍對聚合物（wù）的降（jiàng）解有影響外，還有在溫度場中所經（jīng）曆的（de）反複加工次數有關。不同的聚合物在反複加工後熱（rè）降（jiàng）解和融熔指

數有著較大的差異（yì）。在正（zhèng）常溫度下PS, PC, PP,經數次加工後融熔指數升高的傾（qīng）向。而（ér）PE，抗衝擊PS醋酸（suān）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（dà）分子在外力作用下，沿力的（de）方向上發生流動，分子鏈（liàn）之間發生解脫，當解脫發生障礙時，分子鏈將受到

很大的牽引力，當超過鏈的強度就發生鏈（liàn）斷裂。

實驗（yàn）證明：剪切應（yīng）力.剪切（qiē）速率越高，分子量降解速（sù）度越快，斷裂的鏈越短；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（sù）中某些（xiē）塑料（liào）的水解作用（yòng）是經常發生的，水解作用是由於在（zài）聚合物中存在有可以水解的化學基（jī）團。如：酰胺，酯，腈等，或在氧（yǎng）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（shǐ）主鏈斷鏈而降解。由於某些聚合物有水解作用，因此對這些塑料的吸濕

性應（yīng）加以注意。

有的塑料具有吸濕（shī）或凝集水分傾向，因為它們含有極性（xìng）親水基團，如ABS, PMMA, PA, PC, PPO等，在注塑中都需要（yào）幹燥處理，防（fáng）此水（shuǐ）解。