一（yī）， 一般物理性能

1總熱容量（liàng）

總熱容（róng）量（liàng）是指注塑物料在注塑（sù）工藝溫度下的總熱容（róng）量。

2 熔化熱

熔化熱又稱熔化潛熱，是結晶型聚合物在（zài）形成或熔化晶體時所需要的能量（liàng）。這部分能量是用來熔（róng）化高分子結晶結構的，所以注塑結晶（jīng）型（xíng）聚（jù）合

物時要比注塑非結晶型料達到指定熔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隻需要375J/g即可熔化。

3 比熱容

比熱容是（shì）單位重量（liàng）的物料溫度上（shàng）升（shēng）1度時所需熱（rè）量[J/kg.k]。

不同高聚物的比熱容（róng）是不同的，結晶型比非對麵型要高。因為加熱聚合物（wù）時（shí），補充（chōng）的熱能不（bú）僅要消耗在溫度升上，還要消耗在使高分子（zǐ）結構

的（de）變（biàn）化上，結晶型必須補充熔化潛熱所需（xū）的熱淚盈眶量才能使物料熔化。

注塑過程（chéng）中，塑料加熱或冷卻特性是（shì）由聚合（hé）物的熱含量與溫差所決定的。熱傳遞速率（lǜ）正比（bǐ）於被加熱材料和熱源之（zhī）間的（de）溫差。

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

4熱擴散係（xì）數

熱擴散係（xì）數是指溫度在加熱物料中傳遞的速度（dù），又稱導熱（rè）係數其值是由單位質量（liàng）的物料溫度升高1度時所需的熱量（比（bǐ）熱容）和材料（liào）吸收熱

量的速度（導熱係數）來（lái）決定。

壓力對熱擴散係數影響小，溫度對其影（yǐng）響較大。

5導熱係數

導熱係（xì）數（shù）反映（yìng）了材料傳播熱量的速度。導熱係數愈高，材料內熱傳遞愈快。由於聚合物導熱係數很低，所以無論在料筒中加（jiā）熱還是（shì）其熔體在

模具中冷卻，均需花一定時間。為了（le）提高加熱（rè）和冷卻（què）效率，需采取一些技術（shù）措施。如：加熱（rè）料筒（tǒng）要求有一定的厚度，這不僅（jǐn）是考慮強度，同

時也是為了增加熱慣性，保（bǎo）證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（rè）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數對溫（wēn）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（pǐn）中（zhōng）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（wēn）度提高；使（shǐ）壓縮性，衝擊強度，流

動性，耐（nài）蠕變性能降低。

在注（zhù）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（dù）和聚（jù）合物形態的變（biàn）化都很大，所以密度也在（zài）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。這是一個衡量在不同工藝（yì）條件下高分子結構所（suǒ）占有的空間，各種狀態下（xià）的膨（péng）脹與壓縮，製品的尺（chǐ）寸收縮

等方麵是非常重要的參數。

7 膨脹係（xì）數與（yǔ）壓縮（suō）係數

比容在恒壓下由溫（wēn）度（dù）而（ér）引起的（de）變化，即為膨脹係數。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（wù）比容不僅取決於溫度而且

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

有重要意義。

二 聚合物的熱物理性能

1玻璃化溫度（dù）

聚合物的玻璃化溫度是指線型（xíng）非結晶型聚合物由玻璃態向高彈態或（huò）者由後者（zhě）向前者的較變溫度。就是（shì）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，大分子（zǐ）鏈開始自由（yóu）活動，但還不是整個分子鏈段的運動。這（zhè）時表現出高彈性（xìng）的橡膠性（xìng）能；當低於玻璃化溫度時，鏈（liàn）段被（bèi）

凍結變成堅（jiān）硬的固態或玻璃態。橡膠的玻璃化溫度低於室溫（wēn）。所（suǒ）以橡膠在常溫下處於高彈態。而其它塑（sù）料在常溫下是處於脆韌性的玻璃態（tài）。

高聚物的自由體積理論認為（wéi），高聚物分子結（jié）構（gòu）所占有的整個（gè）體積（jī）分成兩部分。一部分是分子鏈所占（zhàn）有的空（kōng）間，而另一部分是分子鏈之（zhī）間（jiān）的自

由空間。當溫度降低時分子（zǐ）鏈動（dòng）能減少（shǎo），自由空（kōng）間減少，當（dāng）溫度升高時（shí），分子鏈段動能增加，自（zì）由空間也增加：當溫（wēn）度達到玻璃化（huà）時，急劇

產生內聚力，聚合物膨脹，鏈段開始旋轉，鏈段擁（yōng）有的能量足以使鏈段活動起來所以自由（yóu）空間的體積突然增加。

高聚物在玻璃化溫度（dù）以上的總自由體積（jī）等於玻璃化溫度下的自由體積與熱（rè）膨脹（zhàng）係數乗（chéng）\以（yǐ）溫升之（zhī）和。在預塑化時，位（wèi）於螺槽中的高分子固態物

料，在升（shēng）至（zhì）玻璃化溫度以後，隨著溫度的升高物料自由體（tǐ）積會增加，其比容也會加大，但由於螺槽容積的限製會（huì）使物（wù）料產生內壓，並（bìng）有加速

固體床的作用。

當高聚物的物理形態發生變（biàn）化時，許多（duō）物理性質如比熱容，比（bǐ）容，密度，導熱（rè）係數，膨脹係數，折光指數，介電常數等都跟著變化，因此利（lì）

用這些關係可以測定聚合物相變溫度（dù）和高聚物（wù）性質。

對（duì）於理解塑料在料筒（tǒng）中加熱，塑料化過程中（zhōng）從（cóng）加料段向壓縮段物態轉變（biàn），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狀態，頂出（chū）溫度和（hé）頂出時間是重要的。

2 熔化溫（wēn）度（dù）（熔點）

熔化溫度是（shì）指結晶（jīng）型聚合物從高分子鏈結構的三維有序態轉變（biàn）為無序的粘流態時的溫（wēn）度。轉變點（熔點）對於低分子材料來（lái）說，熔化過程是

非常窄的，有較明顯的（de）熔點；而對於結晶型高聚物來說，從達到玻（bō）璃化溫度就開始軟化（huà），但從高彈態轉變為粘流態的液相時卻沒有明顯的熔

點（diǎn），而是有一個（gè）向粘流態轉變的溫度範圍。

對高聚物來說，玻璃化溫度（dù），熔（róng）化溫度或溫度範圍都是變相（xiàng）點（diǎn）。有較明顯的變化範圍，從分子結（jié）構觀點看，都是大鏈段運動的結果。

一般有增塑劑的聚合物熔點要比無增塑劑的要（yào）低，共聚物的熔點（diǎn）要比組成共（gòng）聚物中較高均（jun1）聚物的（de）熔點要低（dī）些。

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

為（wéi）宜。

3 分解溫度及燃燒特性

熱分解溫度是指在氧氣存（cún）在條件下，高聚物受熱後開始分（fèn）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，無論是在預塑階段還是在（zài）注射階段，隻要聚合物（wù）局部溫度達（dá）到分解溫度，高分子物（wù）料就會訊速生成低（dī）分子量的可（kě）燃性（xìng）物

質。聚合（hé）物的（de）熱分解在氧氣充足（zú）條件下是放熱反應，產生的熱（rè）會繼續（xù）加熱聚合物。當聚合物（wù）達到燃點時就會燃燒，燃燒體係的溫度是（shì）否會上

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

注塑時，對聚合物分解溫度的控製是十（shí）分重要的，否則分解出燃燒物質不僅會影（yǐng）響製品質量（liàng），還會腐蝕設備，危害人體。

三聚合物降解及熱穩定性

所謂（wèi）降解，是指遞解分解作用，在高分子化學中，通（tōng）常是指在化學或物理作用下，聚合（hé）物分子的聚合度降低過程，聚合物在熱，力，氧氣（qì），

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

在注塑中力，水（shuǐ），氧通過溫度對聚降解起重要影響，在高溫時氧和（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減小。

熱降解是指某些聚合物在高溫（wēn）下時（shí）間過長，發黃變（biàn）色（sè），降解，分解等現象。

聚合物是否容易發生（shēng）降解，依其分（fèn）子內部和分子外部（bù）結構有關；是否（fǒu）有分解（jiě）的雜（zá）質有關；能引起高聚物降解的雜（zá）質，一般都是熱降（jiàng）解的崔化

劑，如：PVC 分（fèn）解（jiě）的（de）產（chǎn）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（zài）高溫下分子（zǐ）鏈抗化學分解能力及耐化學變化的溫度熱（rè）降解溫度稱為穩（wěn）定性溫度略高於分解溫度。對於某些熱穩定

較差的聚合物，其溫度範圍隻（zhī）有5~15度。

溫度的高低和（hé）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（cì）數有關。不同的聚（jù）合物在反複加工（gōng）後熱降解和融熔指

數有著較（jiào）大（dà）的差異（yì）。在正（zhèng）常溫度下PS, PC, PP,經數次加工後融熔指數升高（gāo）的傾向。而PE，抗衝擊PS醋酸纖維素等有下降的現象。

聚合物（wù）在剪（jiǎn）切應力作用（yòng）下纏結著的大（dà）分子在外力作用（yòng）下，沿力的方向上發（fā）生流（liú）動，分子（zǐ）鏈之間發生解脫，當解脫發生障礙時，分子鏈將受到

很大的牽引力，當（dāng）超過鏈的強度就發生（shēng）鏈斷裂。

實驗（yàn）證（zhèng）明：剪切應力.剪切速率越高（gāo），分子量降解速度越快（kuài），斷裂的鏈越短；當提高加熱溫度或增塑劑含量時（shí），力的降解（jiě）作用會減小（xiǎo）。

注（zhù）塑中某些塑料（liào）的水解作用是經常發（fā）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（xiān）胺，酯，腈等，或在氧化作用下

形成可被水解的基團。如果這些基團在分子（zǐ）的主鏈上，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（xiē）塑料的吸濕

性應加以注意。

有的塑料（liào）具有吸濕或凝集水（shuǐ）分傾向，因為它們含（hán）有極性親水基團，如ABS, PMMA, PA, PC, PPO等，在注塑中（zhōng）都（dōu）需要（yào）幹燥處理，防此（cǐ）水解。

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