一（yī）， 一般物理性（xìng）能

1總熱（rè）容量

總熱容（róng）量是指（zhǐ）注（zhù）塑物料（liào）在注塑工藝溫度下的總熱容量。

2 熔化熱

熔化熱又稱熔化潛熱，是結晶型聚合物在形成或熔化晶體時所需（xū）要的能量。這部分能量是（shì）用來熔化高分子結晶結構的，所以注塑（sù）結晶型聚合

物時要比注（zhù）塑非結（jié）晶型（xíng）料（liào）達到指定熔化溫（wēn）度下所需的能量要多。

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

3 比（bǐ）熱（rè）容

比熱容是單位重量的物料溫度上升1度時所（suǒ）需熱量[J/kg.k]。

不同（tóng）高聚物的比熱容是不（bú）同的，結晶型比非（fēi）對麵型要高。因為加（jiā）熱聚合物時，補充的熱能不僅要（yào）消（xiāo）耗在溫度升上，還要消耗在使高分子（zǐ）結構

的（de）變化上，結晶型（xíng）必須補充熔化潛熱所需的熱淚盈眶量才能使物料熔化（huà）。

注塑（sù）過程中，塑（sù）料（liào）加（jiā）熱或（huò）冷卻特性是由聚合物的熱含（hán）量與溫（wēn）差所決（jué）定的。熱傳遞（dì）速率正比於被加熱材料和熱源之間的（de）溫差。

一般冷卻要比熔化快，因為（wéi）大（dà）體上料筒與物料（liào）溫差小，熔料與模具溫差大。加熱時間取決於料筒（tǒng）內壁與料層之間的溫差和料層厚度。

4熱擴散係數

熱擴散係數是指（zhǐ）溫度在加熱（rè）物料中傳遞的速度，又稱導熱係數其值是由單位質（zhì）量的物料溫度升高1度時所（suǒ）需的熱量（liàng）（比熱容）和材料吸收（shōu）熱

量的速度（導熱係數）來決定。

壓力對熱擴散係數影響小（xiǎo），溫度對其影響（xiǎng）較大。

5導熱係數

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

模具中冷卻（què），均需（xū）花一定時（shí）間。為了提高加熱和冷卻效率，需采取一些（xiē）技術措施。如：加（jiā）熱料筒要求有一定的厚度，這不僅（jǐn）是考慮強度，同

時也（yě）是為了增加熱慣性，保證物料能良好（hǎo）穩定地傳熱（rè），有時（shí）還利用聚合物的低導熱特性，采用（yòng）熱流（liú）道（dào）模具等。聚（jù）合物導熱係數隨溫度升高而

增加。結晶型塑料的（de）導熱係數對溫度的依賴（lài）性要比非結晶型的顯著。

6 密度（dù）與比（bǐ）容（róng）

密度增加會使製品中的氣體和（hé）溶劑滲透（tòu）率減少，但是使（shǐ）製品（pǐn）的拉伸（shēn）強度，斷裂（liè）伸長（zhǎng），剛度硬度以及軟化溫度提高；使壓縮性，衝擊強度，流

動性，耐蠕變性（xìng）能降低。

在注塑過程中，聚合物經（jīng）曆著冷卻—加熱—冷卻反（fǎn）複的熱過程溫度，梯度和聚合（hé）物形態的（de）變化都很大，所以密度也在不斷地發生變化，這對

注塑（sù）製品質量起著（zhe）重要的影響。

比容反映了單位（wèi）物質所占有的體（tǐ）積。這（zhè）是（shì）一個衡量在不同工藝條件下高分子結構所占有的空間，各種狀態下的（de）膨脹與壓縮，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

比容在恒壓下由溫度而引起的變化，即為（wéi）膨脹係數。聚合物從高溫到低溫表現（xiàn）出比容逐漸減少的收縮特性（xìng）。聚合物（wù）比容不（bú）僅取決於溫度而且

取（qǔ）決於壓力。聚合物比容在不同溫度下都隨壓力而變化，壓力增高比容減小而密（mì）度加大。這種性（xìng）質對於用壓力來控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（wēn）度

聚（jù）合物的玻璃化溫（wēn）度是指線型非結晶型聚（jù）合物由（yóu）玻璃（lí）態向高彈態或者由後者向前者（zhě）的較變溫度。就是（shì）大（dà）分子鏈段本身開始變（biàn）形的溫度當溫度

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

凍結變成堅硬的固態或（huò）玻璃態。橡膠的玻（bō）璃化溫度低於室溫（wēn）。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（cuì）韌性的玻璃態（tài）。

高聚物的自由體積理論認為，高聚物分子結構所（suǒ）占有的（de）整個體積分成兩部分。一部分是分子鏈所占有的空間，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，當溫度（dù）升高時，分子鏈段動能增加，自由空（kōng）間也增加：當溫度達到玻璃化時，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鏈段活動（dòng）起來所以自由（yóu）空間（jiān）的體積突然增加。

高（gāo）聚物在玻璃化（huà）溫度以上的總自由體積等於玻（bō）璃化溫度（dù）下的自由體積與熱膨脹係數乗\以溫升之（zhī）和。在預塑化時，位於螺槽中的（de）高分子固態物

料，在升（shēng）至玻（bō）璃化（huà）溫度以後，隨著溫度的升高物料自由體積會增加，其比容也會加（jiā）大，但由於螺槽容積的限製會使物料（liào）產生內壓，並有加速（sù）

固體床的作用。

當高聚物（wù）的物理形態發生變化時（shí），許多物理性質如比熱容，比容，密度，導熱係數，膨脹係數，折光指（zhǐ）數，介電常數等（děng）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高聚物性質。

對於理解塑料在料筒中加熱，塑料（liào）化（huà）過程（chéng）中從加料段向壓（yā）縮（suō）段（duàn）物態轉變，溫升，溫升速率，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），頂出溫度和頂出時間是重要的。

2 熔化溫（wēn）度（熔點）

熔化溫度是指結晶型聚合物從高分子鏈結（jié）構的三維有序態（tài）轉變（biàn）為無（wú）序的粘流態時的溫度。轉變點（熔點）對於低分子（zǐ）材料來說，熔化過程是

非常窄的，有較明顯的熔點；而對於結晶型（xíng）高聚物來說，從達到（dào）玻璃化（huà）溫度就開始軟化，但（dàn）從高彈（dàn）態轉變為粘流態的（de）液相時卻沒有明顯的熔

點，而是有一（yī）個（gè）向粘流態（tài）轉變的溫度範圍（wéi）。

對高聚物來說（shuō），玻璃化（huà）溫度，熔化溫（wēn）度或溫度範（fàn）圍都是變相點。有較明顯（xiǎn）的變化範（fàn）圍，從分子結構觀點（diǎn）看，都是（shì）大鏈段運動的結果。

一般有增塑（sù）劑的聚合物熔（róng）點要比無（wú）增塑（sù）劑（jì）的要低，共聚物（wù）的熔點要（yào）比組成共聚物（wù）中較高均聚物的熔（róng）點要低些。

注塑時，料筒的第三段（duàn）溫度（靠近嘴（zuǐ）溫的溫（wēn）度）都要設定在熔點以上，然後以降（jiàng）低15~20度的溫度梯度依次（cì）設定第二段和（hé）第一段的料筒溫（wēn）度

為宜。

3 分解溫度及燃燒特性

熱分解溫度是指在氧（yǎng）氣存在條件下（xià），高聚物受熱（rè）後開始分解的溫度範（fàn）圍。依聚合物化學結構式不同而有顯著的（de）差異，此外還與物料的形態（tài）有

關。在注塑過程中，無論（lùn）是在預塑階段還是在注（zhù）射階段，隻（zhī）要聚合物局部溫（wēn）度達到分解溫度，高分子物料就會（huì）訊速（sù）生成低（dī）分子（zǐ）量的可燃（rán）性物

質。聚合（hé）物的熱分解在氧氣充足條件下是放熱（rè）反應，產生的熱會繼續加熱聚合物。當聚合物達到燃（rán）點時就會燃燒，燃燒體係的溫度是否會上

升，產生的燃燒（shāo）熱是否和體係進行對流，都與熱分解溫度，比熱容以及導熱係（xì）數等物理性能有密切關係。

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

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，通常是指在化學或物理作用下，聚合物分子的聚合度降低過程（chéng），聚合物在熱，力，氧氣，

水及光輻（fú）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。如發生彈（dàn）性消失，強度降（jiàng）低，粘度減少或增加等（děng）現象。

在注塑中力，水，氧通（tōng）過（guò）溫度對聚降解起重要影響，在高溫時氧和水更能使聚合物分解（jiě）。剪切（qiē）力的作用會因高溫時聚合物粘度的降低（dī）而減小。

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

聚合物是否容（róng）易（yì）發生降解（jiě），依其分（fèn）子內部和分（fèn）子（zǐ）外部結（jié）構有關；是否有分解的雜質有關；能（néng）引起高聚物降解的（de）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分解產物是（shì）甲醛，它們（men）有著加劇（jù）高聚物降解的作用。

所謂熱穩（wěn）定性是指（zhǐ）聚合物在高溫下分子鏈抗化學分解能力及（jí）耐化學變化的溫度熱降解溫度稱為穩定性溫度略高於（yú）分解溫度。對於某（mǒu）些熱穩定

較差的（de）聚合（hé）物，其溫（wēn）度（dù）範圍隻有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，還有在溫度場中（zhōng）所經曆的（de）反複加工次數有關。不同的聚合物在反複加工後熱降解和（hé）融熔指

數有著較大（dà）的差異。在正常溫度下（xià）PS, PC, PP,經數次加工後融熔指（zhǐ）數升高（gāo）的傾向。而PE，抗（kàng）衝擊PS醋酸纖（xiān）維素等有下降的現（xiàn）象。

聚合（hé）物在剪（jiǎn）切應力作用下纏結著的大分子在外力作（zuò）用下（xià），沿力的方向上發生流動，分子（zǐ）鏈之間發生解脫，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（qiáng）度就發生鏈（liàn）斷裂。

實驗證明（míng）：剪切應力.剪切速率越高，分子量（liàng）降解速度（dù）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常發（fā）生的，水解作用是由於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（zuò）用（yòng）下

形成（chéng）可被水解的基團（tuán）。如果這些基團在分子的主鏈上，水解作（zuò）用（yòng）會使主（zhǔ）鏈斷鏈（liàn）而降（jiàng）解。由於某些聚合物有水解作用（yòng），因此對這些塑料的吸濕

性應加以注意。

有的塑料具有吸濕或（huò）凝（níng）集水分傾向（xiàng），因為它們含（hán）有極性親水基團，如（rú）ABS, PMMA, PA, PC, PPO等，在注塑中都需（xū）要幹燥處理，防此水解。

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