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。

2 熔化熱

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

物時（shí）要（yào）比注塑（sù）非結晶型料達到指定熔化溫度下所需的能量要多。

對於（yú）非結晶型聚合（hé）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（huà）。

3 比熱容

比熱容是單位（wèi）重量（liàng）的（de）物料溫（wēn）度上升1度時所（suǒ）需熱量[J/kg.k]。

不同高聚物的比熱容是（shì）不同的（de），結晶型比非對麵型要高。因（yīn）為加熱（rè）聚合物時，補充的熱能不僅要消耗（hào）在溫度（dù）升上（shàng），還要消耗在使高（gāo）分子結構

的變化上，結晶型必須補充熔化潛（qián）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（huò）冷卻特性是由聚合物（wù）的熱含量與溫（wēn）差所決定的。熱傳遞速率正比於被加熱材料和熱源（yuán）之間（jiān）的（de）溫差（chà）。

一般冷卻要比熔（róng）化快，因為（wéi）大體（tǐ）上料筒與物料（liào）溫差小，熔料與模具溫差（chà）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（rè）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（liào）吸收熱

量的速度（dù）（導熱係數）來決定（dìng）。

壓力對熱擴散係數影響小，溫度對其影響較大。

5導熱係數

導熱係數反映了（le）材料傳播熱量的速度。導熱係（xì）數愈高，材料內熱傳遞愈快。由於聚（jù）合物導熱係數很低，所以無（wú）論在料筒中加熱還是其熔體在

模具中冷卻（què），均需花一定時間。為了提高加熱（rè）和（hé）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，這不（bú）僅是（shì）考慮強度（dù），同

時也是（shì）為了增加熱慣性，保證物料能良好穩定地傳熱，有時還（hái）利（lì）用聚合物的低導熱特性，采用熱流道模具等。聚合物導熱係數隨溫度升高而

增加。結晶型塑料的導熱係數對溫度的依賴（lài）性要比非結晶（jīng）型的顯著。

6 密度與比容

密度增加會使（shǐ）製品中的氣體和溶劑滲（shèn）透率減少，但是使製品的拉伸強度，斷裂伸長（zhǎng），剛度硬（yìng）度以及軟化溫度提高；使壓縮（suō）性，衝擊強度，流

動性，耐蠕變性能降（jiàng）低。

在注塑過程中，聚合物經曆著冷卻—加熱—冷卻反複（fù）的熱過程溫度，梯度和聚合物形態的變（biàn）化都很大，所（suǒ）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（xiǎng）。

比容（róng）反（fǎn）映了單位物質所占有的體積。這是一個衡量在不同（tóng）工藝（yì）條件（jiàn）下（xià）高分子結構所占有的（de）空間，各種狀態下的膨脹與壓縮，製品（pǐn）的尺（chǐ）寸收縮（suō）

等方麵是非常重要的參數。

7 膨脹係數與壓縮係數

比容在恒壓下由溫度而引起的變化，即為膨脹係（xì）數。聚合物從高（gāo）溫到低溫表現出比容逐漸減少的收縮特（tè）性（xìng）。聚（jù）合物比容不（bú）僅取決於溫度而且

取決於壓力。聚合物（wù）比容在（zài）不同溫度下都隨壓力而變化，壓力增高比容減小而密度加大。這種性質對於用壓力來控製（zhì）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（lí）化溫度（dù）

聚合物的玻璃化溫度是指線型非（fēi）結晶型聚合物由玻璃態向（xiàng）高彈態或者由後者向前者的（de）較變（biàn）溫度。就是大分子鏈段本身（shēn）開（kāi）始變形的溫度當（dāng）溫度

高於玻璃化溫度時，大分子鏈開始自由活動，但還不是整個分（fèn）子鏈（liàn）段的運動。這時表現出高彈性（xìng）的橡膠性能；當低於玻璃化溫度時，鏈段被

凍結變成堅硬的固（gù）態或玻璃（lí）態。橡膠的玻璃化溫度低於室溫。所以橡膠在常溫（wēn）下處於高彈態。而其它塑料在常溫下是處於脆（cuì）韌（rèn）性的玻（bō）璃態。

高聚物的自由體（tǐ）積理論認為，高聚物分（fèn）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，而另一部分是分子鏈之間的自

由（yóu）空間。當溫度降低時分子鏈動能減少（shǎo），自由空間減少（shǎo），當溫度升高時（shí），分子鏈段動能增（zēng）加，自由空間（jiān）也增加：當溫度達到玻璃化時，急劇

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

高聚物在玻璃化（huà）溫度以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，位於螺槽中的高分子固態物

料，在升至玻（bō）璃化溫度以（yǐ）後，隨著（zhe）溫度的升高物（wù）料自由（yóu）體積會（huì）增加，其比（bǐ）容也會加大，但由（yóu）於螺槽容積的限製會使物料（liào）產（chǎn）生內壓，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（lǐ）性質如比熱容，比（bǐ）容，密度，導熱係數，膨（péng）脹係數，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（cè）定聚合物相變溫度和高（gāo）聚物性（xìng）質。

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

這些對於控製製品脫模時的物性狀態，頂出溫度（dù）和頂出時（shí）間是重要的。

2 熔化溫度（熔（róng）點）

熔化（huà）溫度（dù）是指結晶型聚合物從高分子鏈結構（gòu）的三維有序態轉變為無序的（de）粘流態時的溫度（dù）。轉變點（熔點）對於低分子材料來（lái）說，熔化過（guò）程是

非（fēi）常窄的，有較明顯的熔點；而對於結晶型高聚物來說，從達到玻璃（lí）化溫度就開始軟（ruǎn）化，但從（cóng）高彈態轉變為（wéi）粘流（liú）態的液相時卻沒有明顯（xiǎn）的熔

點（diǎn），而是有一個向粘流態轉（zhuǎn）變的溫度範圍。

對高聚物來說，玻璃化溫度，熔化溫度或溫度範圍都是變相點。有較（jiào）明（míng）顯的變化範圍（wéi），從分（fèn）子結構觀點看，都是大鏈（liàn）段運動的結（jié）果。

一般有（yǒu）增塑劑的聚合物熔點要（yào）比無增塑劑的要（yào）低，共聚物的熔點要比組成共聚物（wù）中（zhōng）較高均聚物的（de）熔點要低些。

注塑時，料筒的第三（sān）段溫（wēn）度（dù）（靠近嘴溫（wēn）的溫度（dù））都要設定（dìng）在（zài）熔點以上，然後（hòu）以降低15~20度的溫（wēn）度梯（tī）度（dù）依次設定第二段（duàn）和第一段的料筒溫（wēn）度（dù）

為宜。

3 分解溫（wēn）度（dù）及燃（rán）燒特性

熱分解（jiě）溫度是（shì）指在氧氣存在條件下，高聚物受熱後開始分解的溫度範圍。依聚合物化學結構式不（bú）同而有顯（xiǎn）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（jiē）段還是在注射階段，隻要聚合物局（jú）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（kě）燃性物（wù）

質（zhì）。聚合（hé）物（wù）的熱分解在氧氣充足條件下（xià）是（shì）放熱反應，產生的（de）熱會繼續加熱聚合物。當聚合物達到（dào）燃（rán）點（diǎn）時就（jiù）會燃燒，燃燒體係（xì）的（de）溫度是否會上

升，產生（shēng）的（de）燃燒熱是否和體係進行對流，都與熱分解溫度，比熱容以及（jí）導熱係數等物理性能有密切（qiē）關係（xì）。

注（zhù）塑時，對聚合物分解溫度的控製（zhì）是十分重（chóng）要的，否（fǒu）則分（fèn）解出燃燒物質不僅會影響製品質量，還會（huì）腐（fǔ）蝕（shí）設備，危（wēi）害人體（tǐ）。

三聚（jù）合物降解（jiě）及熱穩定性

所謂降解（jiě），是指遞解分解作用，在高分子（zǐ）化學（xué）中，通常是指在化學或物理作用下，聚合物分子的聚合度（dù）降（jiàng）低過程，聚合物在熱，力，氧氣，

水及光輻射等作（zuò）用下往往發生降解。降解過程實（shí）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。

在注塑中（zhōng）力，水，氧通過溫度對聚降解起重要影響，在高溫時氧和水更能使聚合物分（fèn）解。剪切力的（de）作（zuò）用會因高（gāo）溫時聚合物粘度的降（jiàng）低而減小。

熱降解是指某些（xiē）聚合物（wù）在高溫下時間過長，發（fā）黃變色，降解，分解等現（xiàn）象。

聚合物是否容易發生降解，依其分子內部和分子外部結（jié）構有關；是否有分解的雜質有關；能引起高聚物降解的雜質，一般都是熱降解的崔（cuī）化

劑，如：PVC 分解的產物是氯化氫，POM分解產物是（shì）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（jù）合物（wù）在（zài）高溫下分子鏈抗化學分解能（néng）力（lì）及耐（nài）化學變化的溫度熱降解溫度稱為穩定性溫度略高於（yú）分解（jiě）溫度。對於某些熱穩定

較差的聚（jù）合物，其溫度範圍隻有5~15度。

溫（wēn）度的高低和變（biàn）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（yǒu）關。不（bú）同的聚合物在反複加工後熱降解（jiě）和融熔指

數有著較大的差異。在正（zhèng）常溫度下（xià）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）維素等有下（xià）降的現象。

聚合物在剪切應力作用下纏結著的大分子在外力作用下，沿（yán）力的方（fāng）向上（shàng）發生流動，分子鏈之間發（fā）生解（jiě）脫，當解脫發生障（zhàng）礙時，分子鏈將受到

很大（dà）的牽引力，當超過（guò）鏈的強度就發生鏈斷裂。

實驗證明：剪切（qiē）應力.剪切速率越（yuè）高，分子量降解速度越快，斷裂的鏈越短；當提高加熱溫度或增（zēng）塑劑含量時，力的降解作用會減小。

注塑中某（mǒu）些塑料的水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水解的化學基團。如：酰胺，酯，腈等，或（huò）在氧化作用下

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

性應加以注意。

有的塑料具（jù）有吸濕或凝（níng）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（chù）理，防此水解。