一（yī）、一般（bān）物（wù）理（lǐ）性能

1總熱容量

總熱容量是指（zhǐ）注塑物料在注塑工（gōng）藝溫度下（xià）的（de）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（chéng）或熔化晶體時所需要的能量。這部（bù）分（fèn）能量是用來熔（róng）化高分子結晶結構的，所以注塑結晶型聚合（hé）

物（wù）時要比注塑非結晶（jīng）型料達到指定熔化溫度下所需的能量要多。

對於（yú）非結（jié）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

比熱容是單位重量的（de）物料溫度上升（shēng）1度時所需熱量[J/kg.k]。

不同高聚物的比（bǐ）熱容是不同的，結晶（jīng）型比非對麵型要高。因為加熱聚合物時，補充的熱能（néng）不僅要消耗在溫度升（shēng）上（shàng），還（hái）要消耗在使（shǐ）高分子結構

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

注塑過程（chéng）中，塑（sù）料加（jiā）熱或冷卻特性是由聚合物的熱含量與溫差所決定的。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（bǐ）熔化快，因（yīn）為大體上料筒與物料溫差小，熔料與模具（jù）溫差大。加熱（rè）時間取決（jué）於（yú）料筒內壁與料層（céng）之間（jiān）的溫差和料層厚度。

4熱擴散係數

熱擴散係數（shù）是指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（de）物料溫度升高1度時所需的熱量（比熱容）和材料吸收熱

量的（de）速度（導熱（rè）係（xì）數）來決定。

壓力對熱擴散係數影響小，溫度對其影響較大。

5導熱係數

導熱係數反（fǎn）映了材料傳播（bō）熱量的速度（dù）。導熱係數愈高，材料內（nèi）熱傳（chuán）遞愈（yù）快。由於聚合物導熱係數很低（dī），所以無論（lùn）在料（liào）筒中加熱還是其熔體在

模具中冷卻，均需花（huā）一定時間（jiān）。為了提高加熱和冷卻效率，需采取一些技術措施。如：加熱料筒要求有一定（dìng）的厚度，這（zhè）不（bú）僅是考（kǎo）慮強度，同

時也是為了（le）增加熱慣性，保證（zhèng）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（yòng）熱流道模具等。聚合物導熱係數隨溫度（dù）升高而

增加。結晶型塑料的導熱係（xì）數對溫度的依（yī）賴性要比非結晶型的顯著。

6 密（mì）度與比容

密度增加會使製品中的氣體和（hé）溶劑滲（shèn）透率減少，但是使製品的拉伸強度，斷裂伸長（zhǎng），剛度硬度以及（jí）軟化（huà）溫度提高；使壓縮性，衝擊強度，流

動性，耐蠕變性能（néng）降低。

在（zài）注塑過程中，聚合物經曆（lì）著冷卻—加（jiā）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，所以密度也在不斷地發生變化，這對

注塑製品質量起著重要的影響。

比容反映了單位物質所占有的體積（jī）。這是一個衡量在不同工藝條件下高分子結構（gòu）所占有的空間，各種狀態下的膨（péng）脹（zhàng）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（yā）縮係數

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

取決（jué）於壓力。聚（jù）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。這種性質對於（yú）用壓（yā）力來控製製（zhì）品的質（zhì）量和尺寸精度（dù）

有重要意義。

二 、聚合物（wù）的熱物理性能（néng）

1、玻璃化溫度

聚（jù）合物的玻璃化溫度是（shì）指線型非結晶型聚（jù）合物（wù）由玻璃態向高（gāo）彈態或者由後者（zhě）向前者（zhě）的較變溫度。就是大分子鏈段（duàn）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（zì）由（yóu）活動（dòng），但還不是整個分子（zǐ）鏈段的運動。這時表現出（chū）高彈性（xìng）的橡膠性能；當低於玻璃化溫度（dù）時，鏈段被

凍結變成堅硬的固（gù）態或玻璃態。橡膠的玻璃化溫度低於（yú）室（shì）溫。所以橡膠在常溫下處於高彈態。而其它塑料在常溫下是處於（yú）脆韌性（xìng）的玻璃態。

高（gāo）聚物的自由（yóu）體積理論認為，高聚（jù）物分子結構所占有的整個體積分成兩部（bù）分。一部分是分子鏈所占有（yǒu）的空間，而（ér）另一部分是分子鏈（liàn）之間的自

由空間。當溫度降低時分子鏈動能減少，自由（yóu）空間減少，當溫度升高時，分子鏈段動能（néng）增加，自由空間也增加：當溫度（dù）達到（dào）玻璃化時，急劇

產生內聚力，聚合（hé）物膨脹，鏈段開始旋轉，鏈段擁（yōng）有的能量足（zú）以使鏈段活動起來所以自由空（kōng）間的（de）體（tǐ）積突然（rán）增加。

高聚物在玻璃化溫（wēn）度以上的總自由體積等（děng）於玻璃化溫（wēn）度下的自由體積與熱膨脹係數乗\以溫升之和。在預塑化時，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（zhe）溫度的（de）升高（gāo）物料自由體積會（huì）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（sù）

固（gù）體床的作用。

當高（gāo）聚（jù）物的物理形態發生變化時，許多物理性質如比（bǐ）熱容，比容，密度，導熱係數，膨脹係數，折（shé）光指數，介電常數等都跟著（zhe）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）性質。

對於理解塑（sù）料在料筒中加熱，塑料化過（guò）程中（zhōng）從加料段向壓縮段物態轉變，溫（wēn）升，溫升速率，螺杆轉速，背壓（yā）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（hé）頂出時間是重要的。

2 、熔化溫度（dù）（熔（róng）點）

熔化溫度是指結晶型聚合物從高（gāo）分子（zǐ）鏈結構的三維有序態轉變為無序的粘流（liú）態時的溫度（dù）。轉變點（熔點）對（duì）於（yú）低分子材料（liào）來說，熔化過程是

非常窄的，有較明顯的熔點（diǎn）；而對於（yú）結晶型高聚物來說（shuō），從（cóng）達（dá）到玻璃化溫度就（jiù）開始軟化，但從高彈態轉變為粘流（liú）態的液相時卻沒（méi）有明顯的熔

點，而是有一個向粘流態轉變的溫（wēn）度範圍（wéi）。

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。有較明顯的變化範圍，從分子結構觀（guān）點看，都是（shì）大鏈段運動的結（jié）果。

一般有增塑劑的（de）聚合物熔（róng）點要比無（wú）增（zēng）塑劑的要低，共聚物的熔點要比組成共聚物中較高均聚物的熔點要低些（xiē）。

注塑（sù）時，料筒的第三段溫度（靠近嘴溫的溫（wēn）度）都要（yào）設定在熔點以上，然（rán）後以降低15~20度的溫度梯度依次設定第（dì）二段和第一段的料筒溫度

為宜。

3 、分（fèn）解溫度及燃燒特性

熱分解（jiě）溫度是指在氧氣存在條件下，高聚物受熱（rè）後開始分解的溫度範圍。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，無論是在預塑階（jiē）段還是在注射（shè）階段，隻要聚合物局（jú）部溫度（dù）達（dá）到分解溫度，高分子物料就會（huì）訊速生成低分子（zǐ）量的可燃性物

質。聚合物的熱（rè）分解（jiě）在（zài）氧氣充足條件下是放熱反應，產生的熱會繼續加熱聚合物。當聚合物達到燃點（diǎn）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流，都與熱（rè）分解溫度，比熱容以及（jí）導（dǎo）熱（rè）係數等物理性能有密切關係。

注塑（sù）時，對聚（jù）合物分解溫度的控製是十分重要的，否則分解（jiě）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，是指遞解分解作用，在高分子化學中，通常是指在化學或物理（lǐ）作用下，聚合物分（fèn）子的聚合度降低過（guò）程，聚合物在熱，力（lì），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（rú）發生彈性消失，強（qiáng）度降低，粘度減（jiǎn）少（shǎo）或增加等現象。

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

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，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部結構有關；是否（fǒu）有分解（jiě）的雜質有關；能引起高聚物降解的雜質，一般都是熱降解（jiě）的（de）崔（cuī）化

劑，如：PVC 分解的（de）產物是氯化氫，POM分解產物是甲醛，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分解能力及耐化（huà）學變化的溫度（dù）熱降解溫度稱為穩定性（xìng）溫度略高於分解溫度。對於某些熱穩定（dìng）

較差的聚合物（wù），其溫度範圍隻有5~15度。

溫度的高低和變化範（fàn）圍對聚合物（wù）的降解有影（yǐng）響外，還有（yǒu）在（zài）溫度場中所經曆的反複加工次數有關。不同的聚合物在反複加工後熱（rè）降（jiàng）解和融熔（róng）指

數有著較大的差異。在正常溫度下PS, PC, PP,經數次加工後融熔指數升高的（de）傾向。而PE，抗（kàng）衝（chōng）擊PS醋（cù）酸纖維素等有（yǒu）下降的現象。

聚合物（wù）在剪切應力（lì）作用下纏結（jié）著的大分子在外力作用下，沿（yán）力的方向上發生流動，分子（zǐ）鏈之（zhī）間發生解脫（tuō），當解（jiě）脫發生障（zhàng）礙時，分子鏈將受到

很（hěn）大的牽引力，當超（chāo）過鏈的強度就發生鏈斷裂。

實（shí）驗證明：剪切應力.剪切速率越高，分子量降解速度越快，斷裂的鏈越（yuè）短；當提高加熱溫度（dù）或（huò）增塑劑含量時（shí），力的降解作用會減小。

注塑中某些塑料（liào）的水（shuǐ）解作用是經常發生（shēng）的，水解作用是（shì）由於在聚（jù）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（chéng）可被水（shuǐ）解的基（jī）團。如果這些基團在分（fèn）子的主鏈上，水解作用會使主鏈斷（duàn）鏈而降解（jiě）。由於某些聚合物有（yǒu）水解作用，因此對這（zhè）些塑料的吸濕

性應加以注意（yì）。

有的塑料具有吸濕或凝集水分傾（qīng）向，因（yīn）為它們含有極性親水基團，如ABS, PMMA, PA, PC, PPO等，在（zài）注塑中都需要幹燥處理（lǐ），防此水解。