一， 一般（bān）物理性（xìng）能

1總熱容量

總熱容量是指注塑物料在注塑工（gōng）藝溫度下的總熱容量。

2 熔化熱

熔化熱又稱熔化潛熱，是（shì）結晶型（xíng）聚合物在（zài）形成或（huò）熔化晶體時所需要的能量。這（zhè）部分能量是用來熔化高（gāo）分子結晶結構的，所以注（zhù）塑結晶（jīng）型聚（jù）合

物時（shí）要比（bǐ）注塑非結晶型料達到指定熔（róng）化溫度下所需的能量（liàng）要多。

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

3 比熱容

比熱容是單位重量的物料溫度上升1度（dù）時所需熱量[J/kg.k]。

不同高聚（jù）物的比熱容是不同的，結晶型比非對麵型要高。因（yīn）為加熱聚合物時，補充的熱能不僅要消耗在溫度升上，還（hái）要消耗在使高分子結構（gòu）

的（de）變（biàn）化上（shàng），結晶（jīng）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。

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

一般冷卻要比熔化快，因（yīn）為大體上料筒與物料溫差小，熔料與模具溫差大（dà）。加熱（rè）時間（jiān）取決於料筒內壁（bì）與料層（céng）之間的溫差和料層厚度。

4熱擴散（sàn）係數（shù）

熱擴散係數（shù）是指溫（wēn）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（shí）所需的熱量（比熱容（róng））和材料吸收熱（rè）

量的速度（dù）（導熱係數）來決定。

壓力（lì）對熱擴（kuò）散（sàn）係（xì）數（shù）影響小，溫度對其影響（xiǎng）較大。

5導熱係數

導熱係數反映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（dǎo）熱係（xì）數很低，所以無論（lùn）在料筒中加熱還是其（qí）熔（róng）體在

模具中冷卻，均需花一定時間。為了（le）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的厚度，這（zhè）不僅是考慮強度（dù），同（tóng）

時也是為了（le）增加熱慣性，保（bǎo）證物料能（néng）良好穩定地傳熱，有時還利用聚合物的低導熱特性，采用熱（rè）流道模（mó）具等。聚合物導熱係數隨溫度升高而

增加。結晶型塑（sù）料的導熱係數對溫度的依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溶劑滲透（tòu）率減少，但是使製品的拉伸強度（dù），斷裂伸（shēn）長，剛度硬度（dù）以及軟化溫度提高；使（shǐ）壓縮性，衝擊強度，流

動性，耐蠕變性能降（jiàng）低。

在注（zhù）塑過程中（zhōng），聚合物經（jīng）曆（lì）著冷卻—加（jiā）熱—冷卻反（fǎn）複的熱過程溫度，梯度和聚合物形態的變化都很（hěn）大，所（suǒ）以密度也在不（bú）斷地發生變化，這（zhè）對（duì）

注塑製品質量起著重要的影響。

比容反映了單位（wèi）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占有的空間，各種（zhǒng）狀態下的膨脹與壓縮，製（zhì）品的尺寸收縮

等方麵是非常（cháng）重要的參數。

7 膨脹係數與壓縮係數

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（hé）物比（bǐ）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（xià）都（dōu）隨壓力而變化，壓力增高比容減小而密度加大。這種性質對於用壓（yā）力來（lái）控製製品（pǐn）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

聚合物的玻璃化溫度是指線型非結（jié）晶型聚合物由玻璃態向高彈態或者（zhě）由後者向前者的較變溫度。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（shí），大分子（zǐ）鏈開始自由活動，但還不（bú）是整（zhěng）個分子鏈段的運動。這時表（biǎo）現出高彈性的橡膠性能；當低於（yú）玻璃化溫（wēn）度時，鏈段被

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

高聚物的自由體積理（lǐ）論認為，高聚物分子結構所占有的整個體積分成兩部分。一部分是分子鏈所占有的空間（jiān），而另一部分是分子鏈（liàn）之間的自

由空間。當溫度（dù）降低時（shí）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，自由空間也（yě）增加：當溫度達到玻璃化時，急劇

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

高聚物在（zài）玻璃化溫度以上的總自由體（tǐ）積等於玻（bō）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（sù）化時，位於螺槽中的高分（fèn）子固態物

料，在升至玻璃化溫（wēn）度以後，隨（suí）著溫度的升高物料自由體積會增加，其比容也會加大，但由（yóu）於螺槽容積的限製會使物料產生內壓，並有（yǒu）加速（sù）

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，膨脹係數，折（shé）光指數，介（jiè）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聚（jù）物性質。

對於理解塑料在料筒中加熱，塑料（liào）化過程中從加（jiā）料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（zhì）品（pǐn）脫模時的物性（xìng）狀態（tài），頂（dǐng）出溫度和頂出時間是重要的。

2 熔化溫度（熔點）

熔化溫度是指結（jié）晶型（xíng）聚合物從高分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（róng）點）對於低（dī）分子材料來說，熔化過程是

非常（cháng）窄（zhǎi）的，有較明顯的熔點；而對於結晶型（xíng）高聚（jù）物來說（shuō），從達到玻璃化溫度就開始軟化，但從高彈態轉變（biàn）為粘流態的液相時卻沒有明顯的熔

點，而（ér）是有一個向（xiàng）粘流態轉變的溫度範圍。

對高（gāo）聚物來（lái）說，玻璃化溫度，熔化溫度或溫度範（fàn）圍都是變相（xiàng）點。有較明顯的變（biàn）化（huà）範圍（wéi），從分子結構觀點看，都是大鏈段運動的結果。

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

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（dī）15~20度的溫度梯度依次設定第二段和第一段的（de）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（xià），高聚物受熱（rè）後開始分解的溫度範圍。依聚合物化學結（jié）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（guò）程中，無論是在預塑階段還是在注射階段，隻要聚合物（wù）局部溫度達到分解溫度，高分子物料就會訊速生成（chéng）低分子量的可燃（rán）性物（wù）

質。聚合物的熱分（fèn）解（jiě）在氧氣充足條件下是放熱反（fǎn）應，產生的熱會繼續加熱聚合物。當聚合物達到燃點時就會燃燒，燃燒體係（xì）的溫度是否會上（shàng）

升，產生的燃燒熱是否和體係進行對（duì）流，都與熱分解溫度，比熱容以及導熱係數等物理性能有密切關（guān）係。

注塑時，對聚合物分解溫度（dù）的控製是十分重要的，否則（zé）分（fèn）解（jiě）出燃燒物質不僅會影響製品（pǐn）質量（liàng），還會腐（fǔ）蝕設備，危害人體。

三聚合物降解及熱穩定性

所謂降解（jiě），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，

水及光輻射等作用下往往發生降（jiàng）解。降解（jiě）過（guò）程實質量大分子鏈發生結構變（biàn）化。如發生彈性消（xiāo）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（chóng）要影響，在高溫時氧和水更能使聚（jù）合物分解（jiě）。剪切力的作用會因高溫時聚合物粘（zhān）度的降低而減小（xiǎo）。

熱降解是指某些聚合物在高溫下（xià）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；是否有分解的雜質有關；能引起高聚物降解的雜質，一（yī）般都是熱降解的崔化

劑，如：PVC 分解的產物是氯（lǜ）化氫，POM分解產物是甲醛，它們有著加（jiā）劇高聚物降（jiàng）解的作用。

所謂熱穩（wěn）定性是指聚合物在高溫下分子鏈抗化學分解（jiě）能力（lì）及耐化學變化（huà）的溫（wēn）度熱（rè）降解溫度稱為穩定性溫度略高於分解溫度。對於某些熱穩（wěn）定

較差的聚合物，其溫度（dù）範圍隻有5~15度。

溫度的高低和變化範圍對聚合（hé）物的降解（jiě）有影響（xiǎng）外，還有在溫度場中所（suǒ）經曆的反複加工次數有關。不（bú）同的聚合物（wù）在反複加工後熱降解和融熔指

數有（yǒu）著較大的差異。在正常溫（wēn）度下PS, PC, PP,經數（shù）次加工後融熔指數升高的傾向。而PE，抗衝擊（jī）PS醋酸纖維素等有下降（jiàng）的現象。

聚合物在剪切應力作用下纏（chán）結著的大分子在外力（lì）作用下，沿（yán）力的方（fāng）向上發生流動，分子鏈之間發生解脫，當解脫（tuō）發生障礙時，分子鏈將受到

很大的牽引力，當超過鏈的（de）強度（dù）就發生鏈斷裂。

實驗證明：剪切應力.剪切速率越高，分子（zǐ）量降解（jiě）速度越快，斷裂的鏈越短（duǎn）；當（dāng）提高加熱（rè）溫度或增（zēng）塑劑含量時，力的降解（jiě）作用會減小。

注塑中（zhōng）某些塑料的水解作用是經常發生的（de），水解作（zuò）用是由於在聚合物中存在有可（kě）以水解的化學基團。如：酰胺，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（xiē）基團在分（fèn）子的主鏈上，水解作（zuò）用會使主鏈斷鏈而降解。由於某些（xiē）聚合物有水解作用，因此對（duì）這些塑料的吸濕

性應（yīng）加以注意。

有的塑料具（jù）有吸濕或凝集水分傾向，因為它們含有極（jí）性親水基團，如ABS, PMMA, PA, PC, PPO等，在注塑中都（dōu）需（xū）要幹燥處理，防此水解。

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