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熱容量（liàng）。

2 熔化熱

熔化熱又稱熔化潛熱，是（shì）結晶型聚合物在形成或熔化晶（jīng）體時所需（xū）要（yào）的能量。這部分能量是用來熔（róng）化高分子（zǐ）結晶結構的，所以注塑結（jié）晶型聚合

物時要比注塑（sù）非結晶型料達到指定熔（róng）化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達到注塑溫度需熱約452/g(100.8cal/g),PS隻（zhī）需要375J/g即可（kě）熔（róng）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]。

不同高聚物的比熱容是不同的，結晶型比非對麵型要高。因為加熱聚合（hé）物時，補充的熱能不僅要消耗在溫度升上，還要消耗在（zài）使高分（fèn）子結構

的（de）變化上，結晶型必須補（bǔ）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（lěng）卻特性是由聚合物（wù）的熱含量（liàng）與溫差所（suǒ）決定的。熱傳（chuán）遞速率正比於被加熱（rè）材料和熱源之間的溫差。

一般冷卻要比熔化快（kuài），因為大（dà）體（tǐ）上料（liào）筒與物料溫差小，熔料與模具溫差大。加熱時（shí）間取決於料筒內壁與料層之間的（de）溫差和料層厚度。

4熱擴散係數

熱擴（kuò）散係數是（shì）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

量的速度（導熱係數）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（rè）係數反映了材料傳播熱量（liàng）的速度（dù）。導熱係數愈高，材料內熱傳遞愈快。由於聚合物導熱係數很（hěn）低，所以無論在料筒中加熱還（hái）是其熔體在

模具中冷卻（què），均需花一定時間。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，這不僅是考慮（lǜ）強度，同

時也是為了增加（jiā）熱（rè）慣性，保證物料能良好穩定地傳熱，有時還利（lì）用聚合物的低導熱特性，采（cǎi）用熱流道模具等（děng）。聚合物導熱（rè）係數隨（suí）溫度升高而

增加。結晶型塑料的導熱係數對（duì）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滲透率減少，但是使製品的拉伸強度，斷裂伸長（zhǎng），剛度硬度以及軟化（huà）溫度提高（gāo）；使壓（yā）縮性，衝擊強度，流

動性，耐蠕變性能降低。

在注塑過程中，聚合物經曆著冷（lěng）卻—加熱—冷卻反複（fù）的熱過程溫度，梯（tī）度和（hé）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

注塑製品質量起著重要（yào）的影響。

比容反映了單（dān）位物質所占有的體積。這是一個衡量在不同工藝條件下（xià）高分子結構所占有的空間，各（gè）種狀態下的膨脹與壓縮，製品的尺寸收縮

等方麵是非常重要的參數。

7 膨脹（zhàng）係數與壓縮係數

比容在恒壓下由溫（wēn）度而（ér）引起的變化（huà），即（jí）為膨脹係數。聚合（hé）物從高溫到低溫表現出比容逐漸減少的（de）收縮特（tè）性。聚合物比容（róng）不僅取決於（yú）溫度而且

取決於壓力。聚合物比容在不（bú）同（tóng）溫度下都隨壓力而變（biàn）化，壓力增高比容減小而（ér）密度加大。這種（zhǒng）性質對於用壓力來控製製品的質量（liàng）和尺寸精度

有重要意義。

二 聚合物的（de）熱物（wù）理性能

1玻璃化溫度

聚合物的玻璃化溫度是指線型非結晶型聚合物由玻（bō）璃態向高彈態或者由後（hòu）者向前者的較變溫度。就（jiù）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（shí），大（dà）分子（zǐ）鏈（liàn）開始自由活動，但還不是（shì）整個分子鏈段的運動。這時表現出高彈性的橡膠（jiāo）性能；當低於玻璃化溫度時，鏈段被

凍結變成堅（jiān）硬的固態或玻璃態（tài）。橡膠的玻璃（lí）化溫度（dù）低於室溫。所以橡（xiàng）膠在常溫（wēn）下處於高彈態。而其它塑（sù）料在常溫下是（shì）處（chù）於脆韌性的（de）玻璃態。

高聚物的自由體積理論認（rèn）為（wéi），高聚物分子結構所（suǒ）占有的整個體積分成兩部分。一部分（fèn）是分子鏈所占有的空間，而另一（yī）部分是分子鏈之間的自

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（gāo）時，分（fèn）子鏈段動能增加（jiā），自由空間也增加：當溫度達（dá）到玻（bō）璃化（huà）時，急劇

產（chǎn）生內聚力，聚合物膨脹，鏈段開（kāi）始旋轉，鏈段擁有的（de）能量足以使鏈段活（huó）動起來所以自由空間的體積（jī）突然增加。

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

料，在升至玻璃（lí）化溫度以後，隨著溫度的（de）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

固體床的作用。

當高聚物的物理（lǐ）形態發生變（biàn）化時，許多物理性質如比熱（rè）容，比容，密度，導熱係數，膨脹係數，折（shé）光指數，介電常數（shù）等都跟著變化，因此（cǐ）利

用這些關係可以測定聚合物相變溫度和高聚物（wù）性質。

對於理解塑料在料筒中加（jiā）熱，塑料化過程中從加料（liào）段向壓縮段物態轉變，溫升（shēng），溫升速率，螺杆轉速，背壓等工藝因素的影響將（jiāng）起重要作用。

這些對於控（kòng）製製品脫模時的物（wù）性（xìng）狀態，頂出溫度和頂（dǐng）出時間是重要的。

2 熔化溫度（熔（róng）點）

熔化溫度是指（zhǐ）結晶型聚合物從高分子鏈結（jié）構的三維有（yǒu）序態（tài）轉變為無序的粘流（liú）態時的溫（wēn）度。轉變（biàn）點（熔點）對於低分子材料來說（shuō），熔化過程是

非常窄的，有較明（míng）顯的熔點；而對於結晶型高聚物來說（shuō），從達到玻璃化（huà）溫度就開始軟化，但（dàn）從高（gāo）彈態轉變為粘流態的液相（xiàng）時卻沒有明顯的熔

點，而是有一個向粘流態轉變的溫度範（fàn）圍。

對高聚物來說，玻璃化溫度，熔化溫度或溫度範（fàn）圍都是變相點。有較明顯的變化範圍，從分（fèn）子結構觀點看，都是大鏈段運動的結果。

一般（bān）有（yǒu）增塑（sù）劑的聚合物（wù）熔點要比（bǐ）無增塑劑的要低（dī），共聚物的熔（róng）點（diǎn）要比組成共（gòng）聚物中較（jiào）高均聚物的（de）熔點要低些。

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

為宜。

3 分解溫度及燃燒特性

熱分解溫度是指在氧氣存在條件（jiàn）下，高聚物受熱後開始分解的溫度範（fàn）圍。依聚合（hé）物化學結構式不同而有顯著的差異，此外（wài）還與物料的形（xíng）態有（yǒu）

關。在注（zhù）塑（sù）過程中，無論是在預塑階段還是在（zài）注射階段，隻要聚合物局部溫度達（dá）到分解溫度，高分子物（wù）料（liào）就會訊速生成低分子量的可燃（rán）性物

質。聚合物的（de）熱分解在氧（yǎng）氣充足條件下是放熱反（fǎn）應（yīng），產生的熱會（huì）繼續加（jiā）熱聚合物（wù）。當（dāng）聚合物達到燃點時就會（huì）燃燒，燃（rán）燒體係（xì）的（de）溫度（dù）是否（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，比熱容以及導熱係數等物理性能有（yǒu）密切關係。

注塑時，對聚合物分解溫度的控製是十分重要的，否則分解出燃燒（shāo）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（xìng）

所謂（wèi）降解，是指遞解分（fèn）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（guò）程，聚合物在熱，力，氧氣，

水及光輻射等作用下往（wǎng）往（wǎng）發生降解。降解過程實質量大分子（zǐ）鏈發生結構變化。如發生彈（dàn）性（xìng）消失，強度降低，粘度減少（shǎo）或增加等現象。

在注塑（sù）中力，水，氧通（tōng）過溫度（dù）對聚降解起（qǐ）重要影響，在高溫時氧和水更能使聚合物分解。剪切力（lì）的作用會因高溫時聚合物粘度的降低而減小。

熱降解是指（zhǐ）某些聚（jù）合物在高溫下時間過長，發黃（huáng）變色，降（jiàng）解，分解等（děng）現象。

聚合物是否容易發生降解，依其分子內部和分（fèn）子外部結構有關；是否有分解的雜質有關；能引起高（gāo）聚物降（jiàng）解的雜（zá）質，一般都（dōu）是熱降解（jiě）的崔化（huà）

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

所（suǒ）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學變化的（de）溫度熱降解溫度稱為穩定性溫度略高（gāo）於分解溫度。對於某些熱穩定

較差（chà）的聚合物，其溫度範圍隻有5~15度。

溫度的高低和（hé）變化範圍對聚合物的降（jiàng）解有影響外，還有在溫度場中（zhōng）所經曆的反複加工次（cì）數有關。不同的聚（jù）合物在反複加工後熱降解（jiě）和（hé）融熔指

數有著較大（dà）的差異。在正常溫度下PS, PC, PP,經（jīng）數次加工後融熔指數升高的傾向。而PE，抗衝擊PS醋酸纖維素（sù）等（děng）有下降的現（xiàn）象。

聚合物（wù）在剪切應力作用下纏結著（zhe）的大分子在外力作（zuò）用下，沿（yán）力的方向上發生（shēng）流動，分子鏈之間發生（shēng）解脫，當解脫發生（shēng）障礙時（shí），分子（zǐ）鏈將受到

很大的牽引力，當超過（guò）鏈的強度就發生鏈斷裂。

實驗證明：剪切應力.剪切速率越高（gāo），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（sù）劑含量時，力的降（jiàng）解作用會減小。

注塑中某些塑料的水（shuǐ）解作用是經常發生的，水解作用是由於在聚合物中存在有可以（yǐ）水解的化學基團。如：酰胺（àn），酯，腈等，或在氧（yǎng）化（huà）作用下

形成可被水解的基團。如果這些基團（tuán）在分子的主鏈上，水解作用會使主鏈斷鏈（liàn）而降解（jiě）。由於某些聚合物有水解作用，因此對這些（xiē）塑料的吸濕

性應加以注意。

有（yǒu）的塑料（liào）具（jù）有吸濕或凝集水（shuǐ）分傾向，因為（wéi）它們含有（yǒu）極性（xìng）親水基團（tuán），如（rú）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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