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下的總（zǒng）熱容量。

2 熔（róng）化熱

熔化熱又稱熔化潛熱，是結晶型聚合（hé）物在（zài）形成或熔化晶體時所需要的能量。這部分能量是（shì）用來熔化高分（fèn）子（zǐ）結（jié）晶結構的，所（suǒ）以注塑結晶型聚合

物時（shí）要比注塑非（fēi）結晶型料達（dá）到指定熔化溫（wēn）度下所需的（de）能量要多。

對（duì）於非結晶型聚合物無需熔化潛熱。使POM達到注塑溫度需（xū）熱約452/g(100.8cal/g),PS隻（zhī）需要375J/g即可熔化。

3 比熱容

比熱容是單（dān）位重（chóng）量的物料溫度上升1度時所（suǒ）需熱量[J/kg.k]。

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

的變（biàn）化上，結晶型必須補充熔化潛熱所需的熱淚盈眶量才能（néng）使物（wù）料熔化。

注塑過程中，塑料加熱或冷卻特（tè）性是由聚合物的熱含量與（yǔ）溫差所決定的。熱（rè）傳遞速率正（zhèng）比於被加熱材料和熱源之間的溫差。

一（yī）般冷卻要比熔（róng）化快（kuài），因為大體上料筒與（yǔ）物料溫差小（xiǎo），熔料與模具溫差大。加熱時間取決於（yú）料筒內（nèi）壁與料層之間（jiān）的溫差和料層厚度（dù）。

4熱擴散係數

熱擴散係數是指溫（wēn）度在加熱物料中（zhōng）傳遞的速度，又稱（chēng）導熱係數其值（zhí）是（shì）由單（dān）位質量的物料（liào）溫（wēn）度升高1度（dù）時所需的熱量（比熱容）和材料吸收熱

量的（de）速度（導熱係數（shù））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

導熱係數反映了材（cái）料（liào）傳播熱量的速度。導熱係數愈高，材料內熱傳遞愈快。由（yóu）於聚合物導熱係數很低，所以無（wú）論在（zài）料筒中加熱還是其熔體（tǐ）在

模具中冷卻，均需花一定（dìng）時間。為了提（tí）高加熱（rè）和冷卻效率，需采取一些技術措施。如：加熱料筒要求（qiú）有一定（dìng）的厚度，這不僅是考慮強度（dù），同

時也是為了增加熱（rè）慣性（xìng），保證物料能良好穩定地傳熱，有時（shí）還利用聚合物的低（dī）導熱特性，采用熱流道模具等。聚合物導熱係數隨（suí）溫度（dù）升高而

增加。結晶型塑料的導熱係數對溫度的（de）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滲透率減少，但是使製品的拉伸強度，斷裂伸長，剛度硬度以及軟化溫度提高；使壓縮（suō）性，衝（chōng）擊強度，流

動性，耐蠕變性（xìng）能降低。

在注塑過程（chéng）中，聚合物經曆著冷卻—加熱—冷卻反複的熱（rè）過程溫度，梯度（dù）和（hé）聚合物（wù）形態的變化都很大，所以密度也（yě）在不斷地發生變化，這對

注塑製品質量起著重要的影響。

比容反映了（le）單位物質所占有的體積。這是一個（gè）衡量在不同工藝條件（jiàn）下高分子（zǐ）結構所占有（yǒu）的空間，各（gè）種（zhǒng）狀態下的膨脹與壓縮，製品的尺寸收縮

等方麵（miàn）是非常重要（yào）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，即為膨脹係（xì）數（shù）。聚合物從高溫到低溫表現出比容逐漸減少的收縮特（tè）性。聚（jù）合（hé）物比容不僅取決於溫度而且

取決於壓力。聚合物比容在不同溫度下都隨壓力而變化，壓力增（zēng）高比容減小而密度加（jiā）大。這種性質對於用壓力來控製製品的質（zhì）量和尺寸精度

有重要意義。

二 聚合物的熱物理性能

1玻（bō）璃化溫度

聚合物的玻璃（lí）化（huà）溫度（dù）是指線型非結晶型聚合物由玻（bō）璃態向（xiàng）高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變形的溫度（dù）當溫度

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

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

高聚物的自由（yóu）體積（jī）理論認為，高聚物（wù）分（fèn）子結構所占有的（de）整個體積分成兩部分。一（yī）部（bù）分是分子鏈（liàn）所（suǒ）占有的空間，而另一部分是分子鏈之間的（de）自

由空間。當溫度降低（dī）時分子鏈動能減少，自由空間減少，當溫度升高時，分子鏈段動能增加（jiā），自由空間也增加：當溫度達到玻璃化時，急劇

產生內（nèi）聚（jù）力，聚合物膨脹（zhàng），鏈段開始旋轉，鏈段擁有的能量足（zú）以使鏈段（duàn）活動起來所以自由空間的體積突然增加。

高聚物（wù）在（zài）玻璃化溫度以上的總自（zì）由體積等於玻璃化溫度下的自由（yóu）體積與熱膨脹係數乗\以溫升之和。在預塑化時，位（wèi）於螺槽中（zhōng）的高分子固態物

料，在升至玻璃（lí）化溫度（dù）以後，隨著溫度的升高物料自由體積會增加，其比容（róng）也會加大，但由（yóu）於螺槽容積的限製會使物料（liào）產生內（nèi）壓，並有加速

固體床的作用。

當高聚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（rè）係數，膨脹係數，折光指數，介電常（cháng）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度和（hé）高聚物（wù）性質。

對於理解塑料（liào）在料筒中加（jiā）熱，塑料化過程中從加料（liào）段向壓縮段物態轉變，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（xìng）狀（zhuàng）態，頂出溫度和頂出時（shí）間（jiān）是重要（yào）的。

2 熔化溫（wēn）度（熔點（diǎn））

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

非常窄的，有較明顯的熔點；而（ér）對於結晶型高（gāo）聚（jù）物來說，從達到玻璃化（huà）溫度就開始軟化，但從高彈態轉變為粘流態的液（yè）相時卻沒有明顯的熔

點，而是有一個向粘流態轉變（biàn）的溫度範圍。

對（duì）高聚物（wù）來說，玻璃化溫度，熔化溫度或溫度範圍都是變相點。有較明顯的變化範（fàn）圍，從（cóng）分子結構觀點看，都是大鏈段運動的結果。

一般（bān）有增塑劑的聚合物熔點要比無增（zēng）塑劑的要低，共聚物的熔點要比組成共聚物中（zhōng）較高均聚物的熔點要低（dī）些。

注塑時，料筒的第三段溫度（靠近嘴溫的溫度）都要設定在熔點以上，然後以降低15~20度的溫度梯（tī）度依次設定第二段和第一段的料筒溫度

為宜。

3 分解溫度（dù）及燃燒特性

熱分解溫度是指在氧氣存在條件下，高聚物（wù）受熱後開始分解的溫（wēn）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（xíng）態（tài）有

關。在注塑過程中，無論是在（zài）預塑階段還是在注射階段，隻要聚合物局部溫度達到（dào）分解溫度，高分子物料就會訊速生（shēng）成低（dī）分子量的可（kě）燃性物

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

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

注塑時，對聚合物（wù）分解（jiě）溫度的控（kòng）製（zhì）是十分重要的，否則分解出燃燒物質（zhì）不僅會影響製品質量（liàng），還會腐蝕設備，危害人體。

三聚合物降解及熱（rè）穩定（dìng）性（xìng）

所謂降解，是指遞解（jiě）分解作（zuò）用，在高分子化學中，通常是指在化學或物理（lǐ）作用下，聚合物（wù）分子的聚合度降低過程，聚合物在熱，力，氧（yǎng）氣，

水（shuǐ）及光輻射等作用下往往發生降解。降（jiàng）解過程實質量大分子鏈發生結構變化。如（rú）發生（shēng）彈性消失，強度降低，粘度減少或增加等現象。

在注塑中（zhōng）力，水，氧通過溫（wēn）度對聚降（jiàng）解起重要影響，在高溫時氧和水更能使聚合物分解。剪切力的作用會因高溫時聚合物粘（zhān）度的降低而減小。

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

聚（jù）合物是否容易發生降解，依其分子內部和分子外部結構（gòu）有關；是否有分解的雜質有關；能引（yǐn）起高聚（jù）物降解的雜質，一般都是熱降解的崔化

劑（jì），如（rú）：PVC 分解的產物是氯化氫（qīng），POM分解產物是甲（jiǎ）醛，它們有（yǒu）著加劇高聚物（wù）降解的作用。

所（suǒ）謂熱穩定性是指（zhǐ）聚合物在（zài）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度稱為穩定性溫（wēn）度略高於分解溫度。對於某些熱穩定（dìng）

較（jiào）差的聚合物，其溫度範圍隻有5~15度。

溫度（dù）的高低和變（biàn）化範（fàn）圍對（duì）聚合物的（de）降解有影響外，還有在溫度（dù）場中所經曆的（de）反複加工次（cì）數（shù）有關。不同的聚合物在反（fǎn）複加工後熱降解和融熔指

數有著較大（dà）的（de）差異。在正常溫（wēn）度下PS, PC, PP,經數次加工（gōng）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。

聚合物在（zài）剪切應力作用下纏結著（zhe）的大（dà）分子在（zài）外力作用下（xià），沿力的方向上發生流動，分子鏈之間發生解脫，當解脫（tuō）發生障礙時，分子鏈（liàn）將受到

很大的牽引力，當超過鏈的強度就發生鏈斷裂。

實驗證明：剪切應（yīng）力.剪（jiǎn）切（qiē）速率越高，分子量降解速度（dù）越快，斷裂的鏈越短（duǎn）；當提（tí）高加熱溫度或增塑劑含量時，力的降解作（zuò）用會減（jiǎn）小。

注塑中某些塑（sù）料的（de）水解作用是（shì）經（jīng）常發生的，水解作用是由於在聚合物中存在有可以水解的化學基（jī）團（tuán）。如：酰胺，酯（zhǐ），腈等，或在氧化（huà）作用下

形成可被水解的基團（tuán）。如果這（zhè）些基團在分（fèn）子的主（zhǔ）鏈上，水解作用會使主鏈斷鏈而（ér）降解（jiě）。由於某些聚（jù）合物有水解作用，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凝集水分傾向，因為它們（men）含有極性親水基團，如ABS, PMMA, PA, PC, PPO等，在注塑中都需要幹（gàn）燥處理，防此水解。