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工藝溫度（dù）下的總熱容（róng）量。

2 熔化熱

熔化熱又稱熔化潛熱，是結晶型聚合物在形（xíng）成或熔化晶體時所（suǒ）需要的能量。這部分能量（liàng）是用來熔化高（gāo）分子結晶結構的，所以注塑結晶型聚合

物時（shí）要比（bǐ）注塑非結晶型料達到指定熔化溫（wēn）度下所需的能量要多。

對（duì）於非結晶（jīng）型聚合物無需（xū）熔（róng）化潛熱。使POM達到注塑（sù）溫度（dù）需熱約452/g(100.8cal/g),PS隻需要375J/g即可熔化。

3 比熱容

比熱（rè）容是單位重量的物料溫度（dù）上升1度時（shí）所需熱量[J/kg.k]。

不同（tóng）高聚物的比熱容是不同的（de），結晶型（xíng）比非對麵型要高。因為加熱聚合物時，補充（chōng）的熱能不僅要消耗在溫度（dù）升上，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由聚合物的熱含量與溫差所（suǒ）決定的。熱傳遞速率正比（bǐ）於被加熱材料和熱源之間的溫差。

一般冷卻要比熔化快，因為大體（tǐ）上料筒與物料溫差小，熔（róng）料與模具溫差大。加熱時間取決於料筒（tǒng）內（nèi）壁與料層之間的溫差（chà）和料層厚度。

4熱擴散係數

熱擴散係數是指溫（wēn）度在加熱物料中傳遞的速（sù）度（dù），又稱導（dǎo）熱（rè）係數其值是由單位質（zhì）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（yā）力對熱擴散係數影響小，溫度對其影響較大。

5導熱係數

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

模具中冷卻，均需花一定時（shí）間。為了提高加熱和（hé）冷（lěng）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（shì）考慮強度，同

時也是為了增加熱慣性，保證物料能良好（hǎo）穩定地傳熱，有時還利用聚合物的低導熱特性，采用熱（rè）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（shù）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的氣體和溶劑（jì）滲透率（lǜ）減少，但（dàn）是使製品的拉伸強度，斷裂伸長，剛度硬度以及（jí）軟（ruǎn）化溫度提高（gāo）；使壓縮性，衝擊強度，流

動性（xìng），耐蠕變性能降低。

在注塑過程中，聚合（hé）物經曆著冷卻—加熱—冷卻反複的熱過程（chéng）溫度，梯度（dù）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（zhù）塑製品質（zhì）量起著重要的（de）影響（xiǎng）。

比容反（fǎn）映了（le）單位物（wù）質（zhì）所占有的體積（jī）。這是一個衡（héng）量在不同工（gōng）藝條件（jiàn）下高分子結構所占有的空間，各種狀態下的膨（péng）脹與壓縮，製品的尺寸（cùn）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（dù）而引（yǐn）起的變化，即為膨脹（zhàng）係數。聚合物從高溫到低溫表現出比容逐漸減（jiǎn）少的收縮特性。聚合物比容（róng）不僅取（qǔ）決於溫度（dù）而且

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

有重要意義。

二 聚合物的熱物理性（xìng）能（néng）

1玻璃化溫度

聚合物的（de）玻璃化溫度是（shì）指線型非結晶型聚合物由玻璃態向高彈態（tài）或者由後者（zhě）向前者的較變溫度。就是大分子鏈段本身開始變形的溫度當溫度

高於玻璃化（huà）溫度時，大分子鏈開始自由活動，但還（hái）不（bú）是整個分子鏈段的運動。這（zhè）時（shí）表現（xiàn）出高彈性的橡膠（jiāo）性能；當低於玻璃化溫度時，鏈（liàn）段被

凍結變成堅硬的固態或玻璃態。橡膠的玻璃（lí）化溫度低於室溫。所以（yǐ）橡膠在（zài）常溫下處於（yú）高彈態。而其它塑（sù）料在常溫下是處於脆韌性（xìng）的玻璃態。

高聚（jù）物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（chéng）兩（liǎng）部分。一部分是分子鏈所占有的空間，而另（lìng）一部分（fèn）是分子鏈（liàn）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（jiǎn）少，當溫度升高時，分子鏈段動能增加，自由空間也增加：當（dāng）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（liàn）段活動（dòng）起來所以自由空間的體積突然增加。

高聚（jù）物在玻璃（lí）化溫度以上的總自由體積等於（yú）玻璃化溫度下的自由體積與熱膨脹係數乗\以溫升之和。在預塑化時（shí），位於螺槽中的高分子固態物

料，在升（shēng）至玻璃化溫度（dù）以後，隨著溫度的升高物料自由體積（jī）會增加，其比（bǐ）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（de）作用（yòng）。

當高聚物的物理形態發生變化時，許多物理性質如比（bǐ）熱容（róng），比容，密度，導熱係數，膨脹係（xì）數，折光指數，介電常數等都跟著變化，因（yīn）此利

用這些關係可以測定聚合物相變溫度和高聚物性（xìng）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轉（zhuǎn）變，溫升，溫升速率，螺杆轉速，背壓等工藝因素（sù）的影響將起重要作用。

這（zhè）些對於控製製品脫模時的物性狀態，頂出（chū）溫度和頂出時間是重要的。

2 熔化溫度（熔點）

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

非常窄的，有（yǒu）較明顯的熔點；而對於結（jié）晶型高聚物來說，從達（dá）到玻璃化溫度就開始軟化，但從高彈態（tài）轉變為（wéi）粘流（liú）態的液相時卻沒有明顯的熔（róng）

點（diǎn），而是有一個向（xiàng）粘流態轉變的溫度（dù）範圍。

對高聚物來（lái）說（shuō），玻璃（lí）化溫度，熔化溫度或溫度（dù）範圍都是變相（xiàng）點。有較明顯的變化範圍，從分子結（jié）構觀點看，都是（shì）大鏈段運動的結果。

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

注塑時，料筒的第（dì）三段溫度（dù）（靠近嘴溫的溫度）都（dōu）要設定在熔點以上，然後（hòu）以降低15~20度的溫度梯度依次設定（dìng）第二段和第一段的料筒（tǒng）溫度

為宜。

3 分解溫度及燃燒特性

熱分解溫度是指在氧氣（qì）存在條件下，高聚物受熱後開始分（fèn）解的溫度範圍。依聚合物（wù）化學結構式不同而有顯著的差異，此外還與物料的形（xíng）態有

關。在注塑過程中，無論是在預塑階（jiē）段還（hái）是在注射階段，隻要（yào）聚合物局部溫度達到分解溫度，高分子物料就會訊速生成低（dī）分子量的可燃性物（wù）

質。聚合物的熱分解在氧（yǎng）氣充足條件下（xià）是放熱反應，產生的熱會繼續加熱聚合物。當聚合物達到（dào）燃點時就會燃燒，燃燒體係（xì）的溫度是（shì）否（fǒu）會上

升，產生的燃燒熱是否和體係進行對流，都與熱分解溫度，比熱（rè）容以及導熱係數等物理（lǐ）性能（néng）有密切關係。

注塑時，對聚合物分解溫度的控製是十分重要的，否則分解（jiě）出（chū）燃燒物質不僅會影響製品質量（liàng），還會腐蝕設（shè）備，危害人體。

三聚合物降解及熱穩（wěn）定性

所謂降解，是指遞解分解作用（yòng），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，聚合物在熱，力，氧氣，

水及光輻射等作用下往往發生降解。降解過程實質量大分子鏈（liàn）發生結構變化。如發生彈性消失，強度降低，粘度減少或增加等現象。

在注塑中（zhōng）力（lì），水，氧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（hé）物分解。剪切力的作（zuò）用會（huì）因高溫時聚合物粘度（dù）的降低而減小。

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（hé）物是否（fǒu）容易發生降解，依其分子（zǐ）內部和分子外部結構有關；是否有分解的雜質有關；能引起高聚物降解的雜質，一般（bān）都（dōu）是熱降解的崔化

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

所（suǒ）謂熱穩定（dìng）性是（shì）指聚合物在高溫下分子鏈抗化學分解能力及耐化學變化的溫度熱降解溫（wēn）度稱為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，其溫度範圍（wéi）隻有5~15度。

溫度的高低和變化範圍對聚（jù）合物的降解有影響外，還有在溫度場中所（suǒ）經曆的反複加工次數有關。不同的（de）聚合物在反複加工後熱降解和融熔指

數有著較（jiào）大的差（chà）異。在正常（cháng）溫度（dù）下PS, PC, PP,經數次加工後融（róng）熔指數升高的傾向。而PE，抗衝擊PS醋酸纖維素等有下降的現象。

聚（jù）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（shēng）流動，分子鏈之（zhī）間發（fā）生解脫，當解脫發生障（zhàng）礙（ài）時，分子（zǐ）鏈將受到

很大的牽引力，當超過鏈（liàn）的強度就發生鏈（liàn）斷裂（liè）。

實驗證明：剪切應力.剪切速率（lǜ）越高，分子量降解速度越快，斷裂的鏈越短；當提高加熱溫度或增塑劑（jì）含量時（shí），力的降（jiàng）解作（zuò）用會減小（xiǎo）。

注塑中某（mǒu）些塑料的水解作用是（shì）經常發生的，水（shuǐ）解作用是由（yóu）於在聚合物中存在有可以水解的化學基團。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（de）主鏈上，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，因此對這些塑料的吸濕

性（xìng）應加以注意（yì）。

有的塑料具有吸濕或凝（níng）集水（shuǐ）分傾向，因為（wéi）它（tā）們含有極性（xìng）親水基（jī）團，如ABS, PMMA, PA, PC, PPO等（děng），在注（zhù）塑中都需要幹燥處理，防此水解。