一， 一般物理性能

1總熱容量

總（zǒng）熱容量是指（zhǐ）注塑物料在注塑工藝溫度下的總熱（rè）容量。

2 熔化熱

熔化熱又稱（chēng）熔化潛熱，是結晶型聚合物（wù）在形成或熔化晶體時所需要的能量。這部（bù）分能量是用來熔化高分子結晶結構的，所以注塑結晶型聚（jù）合

物時要比注塑非結（jié）晶型（xíng）料達到指定熔化溫度下所需的能量要（yào）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隻需要375J/g即可熔化。

3 比熱容

比熱容是單位重（chóng）量的（de）物料溫度上升1度時所需熱（rè）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（jù）合物時，補充的（de）熱能不僅要消耗在溫度升上，還要消耗（hào）在使高分子結構

的變化（huà）上，結晶型（xíng）必須補充熔化潛熱所需的熱淚盈（yíng）眶量才能使物（wù）料熔（róng）化。

注塑過程中，塑料加熱或冷卻特性是由（yóu）聚合物的熱含量與溫差所決定的。熱傳遞速率正比於被加熱（rè）材料和熱源（yuán）之間的溫差。

一般冷（lěng）卻要比熔化快，因為大體上料筒與物（wù）料溫差小，熔料（liào）與模具溫差大。加熱時間取決於料（liào）筒內壁與料（liào）層之間的溫差和料層厚度。

4熱擴散係數

熱擴散係數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（yóu）單位（wèi）質（zhì）量的物料溫度升高1度時所需的熱量（比熱容）和材料吸收熱

量的速度（導熱係（xì）數）來決定。

壓力對熱擴（kuò）散係數影響（xiǎng）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量的速（sù）度。導（dǎo）熱係數愈高，材（cái）料內熱傳（chuán）遞愈快。由於聚（jù）合（hé）物導熱（rè）係數很低，所以無論在料筒中加熱還是（shì）其熔體在

模具（jù）中冷卻，均需花一定時間。為（wéi）了提高（gāo）加熱和冷（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（zhè）不僅是（shì）考慮強度，同

時也是為（wéi）了增加熱慣（guàn）性，保證物料能良好穩定地傳熱，有時還利用聚合物的低（dī）導熱特性，采（cǎi）用熱流道（dào）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（xì）數對溫度的依賴性（xìng）要比非（fēi）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（lǜ）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；使壓縮性，衝擊（jī）強度，流（liú）

動（dòng）性（xìng），耐蠕變性能（néng）降低。

在注塑過程中，聚合物經曆著冷卻—加熱—冷卻反複的熱過程溫度，梯度和聚合物形（xíng）態的變化都（dōu）很大，所以密（mì）度也在不斷地發生變化，這對

注塑製品質量（liàng）起著重要的影（yǐng）響（xiǎng）。

比容反映了單位物質所占有的體積。這是一個衡量在不同工藝條件下高分子結（jié）構所（suǒ）占有的空間（jiān），各種狀（zhuàng）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（shù）。

7 膨脹係數與壓縮（suō）係數

比容在恒壓下由溫度而引起的變（biàn）化，即為膨（péng）脹係數。聚合物從高溫（wēn）到低溫表現出比容逐漸減少的收縮特性。聚合物比容（róng）不僅取（qǔ）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（ér）變化（huà），壓力增高比容減小而密度加大。這種性質對於用壓力來控（kòng）製製（zhì）品的質量（liàng）和尺寸精度

有重要意義。

二 聚合物的熱物理性（xìng）能

1玻璃化溫度

聚（jù）合物的玻璃化溫度是指線型非（fēi）結（jié）晶型聚（jù）合物由玻璃態向高彈態或者由後者向（xiàng）前者的較變（biàn）溫度（dù）。就是大（dà）分子鏈段本身開始變形（xíng）的溫度當（dāng）溫（wēn）度

高於玻璃化（huà）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（xiàn）出高彈性的橡膠性能；當低於玻璃化溫度時，鏈段被

凍結變成堅硬（yìng）的固態或玻璃態。橡膠的玻璃化溫度（dù）低於室（shì）溫。所以橡膠在常溫下處於高彈態。而其它塑料在常溫下（xià）是處於脆韌（rèn）性的玻璃態。

高（gāo）聚物（wù）的自由（yóu）體積理論（lùn）認為，高聚物分子結構所占有（yǒu）的整（zhěng）個體積分成兩（liǎng）部分。一部分是分子鏈所占有的空（kōng）間，而另一部分是分子鏈之間的自（zì）

由空間。當溫度降低時分子鏈（liàn）動能減少，自由空間減少，當溫度升高時，分（fèn）子鏈段動能增加，自由空間也增加：當溫（wēn）度達到（dào）玻璃化時，急劇

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

高聚（jù）物在玻璃化溫度以（yǐ）上的總自由體積等於玻璃化溫度下的自由體（tǐ）積與熱膨脹係數乗\以溫升之和。在預塑化時，位（wèi）於螺槽（cáo）中（zhōng）的高（gāo）分子固態（tài）物

料（liào），在升（shēng）至玻璃化溫度以後，隨著溫度的升高物料自由體積（jī）會增加，其（qí）比（bǐ）容（róng）也會加大，但由於螺槽容積的限（xiàn）製會使物料產生內壓（yā），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，導熱係數，膨（péng）脹係數（shù），折光指數，介電常數等都跟著變化，因此利

用這些關係可以測定聚合物相變溫度和高（gāo）聚物性質。

對於理解塑（sù）料在料（liào）筒中加（jiā）熱，塑料化過程中從加料段向（xiàng）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（yào）作用（yòng）。

這（zhè）些對（duì）於控製製品脫模（mó）時的（de）物（wù）性狀態，頂出溫度和頂出時間（jiān）是重要的。

2 熔化溫度（熔點）

熔化溫度是指結晶型聚合物從高分子鏈結構（gòu）的三維（wéi）有序態轉變為無序的粘流態時的（de）溫（wēn）度。轉變點（熔點）對於低分子材料來說，熔化過程是

非常窄的，有較明顯的熔點；而對於結晶（jīng）型高聚物來說，從達到玻璃化溫度就（jiù）開始軟化（huà），但（dàn）從高彈態轉（zhuǎn）變為粘流態的（de）液相時卻沒（méi）有明顯（xiǎn）的熔

點（diǎn），而是有一個（gè）向粘流態（tài）轉（zhuǎn）變的溫度範（fàn）圍。

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

一般有增塑（sù）劑的聚合物熔點要比無增塑劑的要低，共聚物的熔點要比組成共聚物中較高均聚物的熔點要（yào）低些。

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

為宜。

3 分解溫（wēn）度及燃燒特性

熱分解溫度是指（zhǐ）在氧（yǎng）氣存在條件（jiàn）下，高聚物受熱後開始分解的溫度範圍。依聚合物化學結構（gòu）式不同而有顯著的差異，此外還與物料的形態有（yǒu）

關。在（zài）注塑過（guò）程中，無論是在預塑階段還是在注（zhù）射階段，隻要（yào）聚合（hé）物局（jú）部溫度達到分解溫（wēn）度，高分子物料就會訊速生成低分子（zǐ）量的可燃性物（wù）

質。聚合物的熱分解在氧氣充足條件下是（shì）放熱反應，產生的熱會繼續加熱聚合物。當聚合物達到燃點時（shí）就會（huì）燃燒，燃燒體係的溫度是否（fǒu）會上

升，產（chǎn）生的燃燒熱是否和（hé）體係進行對流，都（dōu）與熱分解溫度，比熱容以及（jí）導熱係數（shù）等物理性能有密切關係。

注塑時，對聚合物分解溫（wēn）度的控製是十分重要的，否則分解出燃燒物質不（bú）僅（jǐn）會影響（xiǎng）製品質量，還會腐蝕（shí）設備，危害人體。

三聚合物降解（jiě）及熱穩定性

所謂降解，是指遞（dì）解分解作用，在高分子化學中，通常是（shì）指（zhǐ）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（jí）光（guāng）輻射等作用下往往（wǎng）發生降解（jiě）。降解過程實質量（liàng）大分子鏈發生結構變化。如發生彈（dàn）性消失，強度降低，粘度減少或增加等現象。

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

熱降解是指某些（xiē）聚合（hé）物在高溫下時間過長，發（fā）黃變色，降解，分解等現象。

聚合（hé）物是否容易發生（shēng）降解（jiě），依（yī）其分子內（nèi）部和（hé）分子外部（bù）結構有關；是否有分解（jiě）的（de）雜質有關；能引起高聚（jù）物降解的雜質，一（yī）般都是熱降解的崔化

劑（jì），如：PVC 分解的產物（wù）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（hé）物（wù）在（zài）高溫下分子鏈（liàn）抗化學（xué）分解能力及耐化學變（biàn）化的溫度熱降解溫度稱為穩定性（xìng）溫度（dù）略高於分解溫度。對於某些熱穩（wěn）定

較（jiào）差（chà）的（de）聚合物，其溫度範圍隻（zhī）有5~15度。

溫度的高低和變化範圍對聚合物的降解有影響外，還有在溫度場中所經曆的反複加工次數有關。不同的聚合物在（zài）反複加（jiā）工後熱降解和融熔（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（zhǐ）數升高的傾向。而PE，抗衝擊PS醋酸纖（xiān）維（wéi）素等有下降的現象。

聚合物在剪切應（yīng）力作用下（xià）纏結著的大分子在外力作用（yòng）下，沿力的方向上發生流動，分子鏈之間發生解脫，當解脫發生障礙時，分子鏈將受到

很大的牽引（yǐn）力，當超（chāo）過鏈的強度就發生鏈斷裂。

實驗證明：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；當提高加熱溫度或增塑劑含量時，力的降解作用會減小（xiǎo）。

注塑中某些塑料的水解作用是（shì）經常發生的，水解作用是由於在聚合物中存在有可以水解的化學基團。如：酰胺，酯，腈等，或在氧化作（zuò）用下

形成可被水解的基團。如果這些基團（tuán）在（zài）分子的主鏈上，水解（jiě）作用會使主鏈斷鏈而降解。由於某些聚合物有水解作用（yòng），因（yīn）此對這些塑料的吸濕（shī）

性應加以注（zhù）意。

有的塑（sù）料具有吸濕（shī）或凝集水分傾向，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（shuǐ）解。