一、一般物理性能

1總（zǒng）熱容（róng）量

總（zǒng）熱容量（liàng）是指注塑（sù）物料在注塑工（gōng）藝溫度下的總熱容量。

2 熔化熱

熔化（huà）熱又稱熔化潛熱，是結晶型聚合物在形（xíng）成或熔化晶體時所需要（yào）的能（néng）量。這（zhè）部分能量是用來熔化高分子結晶結構（gòu）的，所以注塑（sù）結晶（jīng）型聚合

物時要比注塑非結晶型料達到指定熔化（huà）溫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（xū）要375J/g即可熔化。

3 比熱容

比熱容是（shì）單位重量的物料溫度上升1度時所需熱量[J/kg.k]。

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

的變化上，結晶型必須補充熔化潛熱所（suǒ）需的（de）熱淚（lèi）盈眶量才能使物料熔化。

注塑過（guò）程（chéng）中，塑料加熱或冷卻特（tè）性是由聚合物的熱含量與溫（wēn）差所（suǒ）決定的。熱傳遞速率正比於被加熱材料和熱源之間的溫差。

一般冷卻要比（bǐ）熔化快（kuài），因為（wéi）大體上料（liào）筒與物料溫差小，熔料與模具溫差大。加熱時間取決於料筒內壁與料層（céng）之（zhī）間的溫差和（hé）料層厚度（dù）。

4熱（rè）擴散（sàn）係數（shù）

熱擴散係數是指（zhǐ）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的物料溫（wēn）度升高（gāo）1度（dù）時（shí）所（suǒ）需的熱量（比熱容）和（hé）材料吸收熱

量的速度（導熱係數）來決定。

壓力對（duì）熱擴（kuò）散係數（shù）影響小，溫度對其影響較大。

5導（dǎo）熱係數

導（dǎo）熱係數反映了材（cái）料傳播熱量（liàng）的速（sù）度。導熱係數愈高，材料內熱傳遞（dì）愈快。由於聚合物導熱係數（shù）很低，所以無論在料筒中加熱還是其熔體在

模具中（zhōng）冷（lěng）卻，均需花一定時間。為了提高加熱和冷卻（què）效率，需采取一些技術措施。如：加熱料筒要求有一定的（de）厚度，這不僅是考慮（lǜ）強度，同

時也是為了增加熱慣性，保證物料能良好穩定地傳熱，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（jié）晶（jīng）型的顯著。

6 密（mì）度與比容

密度增（zēng）加會使製品中的氣體和溶劑滲透率減少，但是使製品（pǐn）的拉伸強（qiáng）度，斷裂伸長，剛度硬度以及（jí）軟化（huà）溫度提高（gāo）；使壓縮性，衝擊強度，流

動性，耐（nài）蠕變性（xìng）能降低。

在注塑過程中，聚（jù）合（hé）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（mì）度也在不斷地發生變化（huà），這對

注塑製品（pǐn）質量起（qǐ）著重要的影響（xiǎng）。

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

等方麵是非常重要的參數。

7 膨脹係數與（yǔ）壓縮係（xì）數

比容在恒壓下由溫度而引起的變化，即（jí）為膨脹（zhàng）係數。聚合物從（cóng）高溫到低溫表現（xiàn）出比容（róng）逐漸減少的收（shōu）縮特性。聚合物比（bǐ）容不僅取決於溫度而且（qiě）

取決（jué）於壓力。聚合物（wù）比容在不（bú）同溫度下都隨壓力而變化，壓力增高比容減小而密度加大。這種性質對（duì）於用壓力（lì）來控製製品的質量和尺寸（cùn）精度

有重要意義。

二（èr） 、聚合物的熱物理性能

1、玻璃化（huà）溫度（dù）

聚合物的玻璃化溫度是指線型非結晶型聚合物由（yóu）玻璃態向高（gāo）彈態或者由後（hòu）者向前者的較（jiào）變溫度。就是大分子鏈段本身開始變形的溫度當溫度

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

凍結（jié）變成堅硬的固態或玻璃態。橡膠的玻璃（lí）化溫度低於室（shì）溫。所以橡膠在（zài）常溫下處於高彈態。而其（qí）它（tā）塑料在常（cháng）溫下是處於脆韌（rèn）性的玻璃態。

高聚物的（de）自由體積理論認為，高（gāo）聚物分子結構所占有的（de）整個體積（jī）分（fèn）成兩部分。一部分是分子鏈（liàn）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少，自（zì）由（yóu）空間減少，當溫度升高時，分子鏈段動能（néng）增（zēng）加，自由空間（jiān）也增加：當溫度達到玻（bō）璃化時，急劇

產生內（nèi）聚力，聚合物膨脹，鏈段開始旋轉，鏈段擁有的能量足（zú）以使鏈段活動起來所以（yǐ）自由空間的體積突（tū）然增加（jiā）。

高聚物在玻璃化溫度以上的總自由體積等（děng）於玻璃化溫度下的自（zì）由體積與熱膨脹係數乗\以（yǐ）溫升之和。在預塑化時（shí），位於螺槽中的高分（fèn）子固態物

料，在升至（zhì）玻璃化溫度以後，隨著溫度的升（shēng）高物料自由體積會增加，其比容（róng）也會加大，但由於螺槽（cáo）容積的限製會使物料產生內壓，並有加（jiā）速

固體（tǐ）床的作用。

當（dāng）高聚（jù）物的物理形態發生變化時，許多物理性質如比熱容，比容，密度，導熱係數，膨脹（zhàng）係數，折（shé）光指數，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（wù）性（xìng）質。

對（duì）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（wù）態轉變，溫升，溫升速率，螺杆轉速，背壓等工（gōng）藝因素的影響將起重要作用。

這些對於控製製品脫模時的物性狀（zhuàng）態，頂出溫度和頂（dǐng）出時間是（shì）重要的。

2 、熔化溫（wēn）度（熔（róng）點）

熔（róng）化溫度是指結晶型聚合物從高分子鏈結（jié）構的三維有序（xù）態轉變為無序的粘流態時的溫度。轉變點（熔點）對（duì）於低分子材料來說，熔化過程是

非常窄的，有較明顯的熔點；而對於結晶型高聚（jù）物來說，從達（dá）到玻璃化溫度就開始軟化，但從高彈（dàn）態（tài）轉變為粘流態的液相時卻沒有明顯的熔

點，而是有一個向（xiàng）粘流態轉變的溫度範圍。

對高聚物來說，玻璃化溫度，熔（róng）化溫度或溫度範圍（wéi）都是變相點。有較明（míng）顯（xiǎn）的（de）變化範圍，從分子結構觀點看，都是（shì）大鏈段（duàn）運動的結果。

一（yī）般有增塑（sù）劑的聚（jù）合物熔點要（yào）比無增塑（sù）劑的要低，共聚物的熔點要比組（zǔ）成共聚物中較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（de）溫度）都要設定在熔點以上，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

為宜。

3 、分解溫度及燃燒特性

熱分解溫度是指（zhǐ）在氧（yǎng）氣存在條件下，高聚物受熱後開（kāi）始分（fèn）解的溫度範圍。依聚合（hé）物化學（xué）結（jié）構式不（bú）同而有顯著的差異，此外還與物料的形（xíng）態有

關（guān）。在（zài）注塑過程中，無論是（shì）在預塑階段還是在注射階段，隻要（yào）聚合物局部溫度達到分解（jiě）溫度，高（gāo）分子物料就會訊速生成低分子量（liàng）的可（kě）燃性物

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

升，產生的燃燒熱是否和體係進行（háng）對流，都與（yǔ）熱（rè）分（fèn）解溫度，比（bǐ）熱容以及導（dǎo）熱係數等物理性能有密（mì）切關（guān）係。

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

三、聚合物降解及熱穩定性

所謂降解，是指（zhǐ）遞（dì）解分解作（zuò）用，在高分（fèn）子化學（xué）中，通常是指在化學或物（wù）理作用下，聚合物分（fèn）子的聚合度（dù）降低過程，聚（jù）合（hé）物在（zài）熱，力，氧氣，

水及光（guāng）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（huà）。如發（fā）生彈性消（xiāo）失，強度（dù）降低（dī），粘度減少或增加等現象。

在注塑中力，水，氧（yǎng）通過溫度對聚降解起重要影（yǐng）響，在高溫時氧和水更能使聚合物分解（jiě）。剪切力的作用會（huì）因高溫時聚合物粘度的降（jiàng）低而減小。

熱降（jiàng）解是指某些聚合物在高溫下時間過長，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外（wài）部結構有關；是（shì）否有（yǒu）分解的雜質有關；能引起高聚物降解的雜質（zhì），一般都是熱降解的崔化

劑，如：PVC 分解的產物是氯化氫，POM分解產（chǎn）物是甲醛，它們有著加劇高聚物降解的作用（yòng）。

所謂熱穩定性是指聚合物在高溫下分子（zǐ）鏈抗化學分解能力及耐化（huà）學變化的溫度熱降解溫度稱為穩定性溫度（dù）略高（gāo）於分解溫度。對於某些熱（rè）穩定

較（jiào）差的聚合物，其溫度（dù）範圍隻有5~15度。

溫度的高低（dī）和變化範圍對聚合物的降解有（yǒu）影響（xiǎng）外，還有在溫度場（chǎng）中所經曆的反複加工（gōng）次數有關。不同的聚合物在反複加工後（hòu）熱降解和融熔指

數有（yǒu）著較大的差異。在正常溫度下PS, PC, PP,經數次加（jiā）工後融熔指數（shù）升高的傾向（xiàng）。而（ér）PE，抗衝擊PS醋酸纖維素等有下（xià）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，沿力的方向上發生流（liú）動，分子鏈之間發生解脫，當解脫發生障礙（ài）時，分子鏈將（jiāng）受到

很大的牽引力，當超過鏈的強度就發生鏈斷裂。

實（shí）驗（yàn）證明：剪切應力.剪切速率越（yuè）高，分子量降解速度越快，斷裂的鏈越短；當提高加熱溫度（dù）或增塑（sù）劑含量（liàng）時（shí），力的降解作用會減小。

注（zhù）塑中某些塑料的水解作用是經（jīng）常發生的，水解作（zuò）用是由於在聚合（hé）物中存在有可以水（shuǐ）解的化學基（jī）團。如：酰胺，酯，腈（jīng）等，或在氧化（huà）作用下

形成可被水解的基團。如果這些基團在分子的主鏈（liàn）上，水解作用會使主鏈斷（duàn）鏈而降解（jiě）。由（yóu）於某些聚合（hé）物有水解作用，因此（cǐ）對（duì）這些塑（sù）料的吸濕

性應加以注意。

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

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