一， 一般物理性能

1總熱（rè）容量

總熱容量是指注塑物（wù）料在注塑工藝溫度下的總熱容量。

2 熔化熱

熔化（huà）熱又稱熔化潛熱，是結晶型聚（jù）合物在形成或（huò）熔化晶體時所（suǒ）需要的能量。這部分能量是（shì）用來熔化高分子結晶結構的，所以注塑結晶型聚合

物（wù）時（shí）要比注塑非結（jié）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（róng）化潛（qián）熱。使POM達到注塑溫度需熱約452/g(100.8cal/g),PS隻（zhī）需要375J/g即可熔化。

3 比熱容

比熱容是單位重量的物料溫（wēn）度上升1度時所需熱量[J/kg.k]。

不（bú）同高聚（jù）物的（de）比熱容是不同的，結（jié）晶型比非對麵型要高。因為（wéi）加熱聚合物時，補充的熱能（néng）不僅要消耗在溫度（dù）升上，還要消耗在使高分子結構

的變化上，結晶型必須補充（chōng）熔化潛熱所需的熱淚盈眶量才能使（shǐ）物料熔化。

注塑過程（chéng）中，塑料加熱或冷卻特性是由（yóu）聚合物的熱（rè）含量與溫差所決定的。熱傳遞速率正比於（yú）被加熱材料（liào）和熱源之間的溫（wēn）差。

一般冷卻要比熔化快，因為大體上料（liào）筒與（yǔ）物（wù）料溫差小，熔（róng）料與（yǔ）模（mó）具溫差大（dà）。加熱時間取決於料筒內壁與料層之間（jiān）的溫差和料層厚度。

4熱擴散係（xì）數

熱擴散係數是指溫度在加熱物料中傳（chuán）遞的速度，又稱導熱係數其值是由單（dān）位質量的（de）物料溫度升高1度時所需（xū）的熱量（liàng）（比熱容）和材料（liào）吸收熱

量的速度（導（dǎo）熱係數）來決定（dìng）。

壓力（lì）對熱擴散係（xì）數影響小，溫度對其影響較大（dà）。

5導熱係數

導（dǎo）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，所以無論在料筒中加熱還（hái）是其熔體在

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

時也是為了增加熱慣性，保證物料能良好穩（wěn）定地（dì）傳熱，有時還利用聚合物的低導熱（rè）特性，采用熱流道模具等。聚合物（wù）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性要比（bǐ）非結晶（jīng）型的顯著。

6 密度與（yǔ）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（de）拉伸強度，斷裂伸（shēn）長，剛（gāng）度硬度（dù）以及軟（ruǎn）化溫度提高；使壓縮性，衝擊強度（dù），流

動性，耐蠕變性能降低（dī）。

在注塑（sù）過程中，聚合物經曆（lì）著冷卻—加熱—冷卻反複的熱過程溫度，梯度和聚合物形態的變（biàn）化都很大，所以密度也在不斷地發生變化，這對

注塑製品質量起著重要的影響。

比（bǐ）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構所占有的空間，各種狀態下的膨脹與壓縮，製品的尺寸收縮

等方麵是非（fēi）常（cháng）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，即為膨脹係數。聚合物（wù）從高溫到低溫表現出（chū）比容逐漸減少的（de）收縮特（tè）性。聚合物比容不僅取決於溫度而且

取決於壓力。聚合物比容在不（bú）同溫度（dù）下都隨（suí）壓力而變化，壓力增（zēng）高比容減小而密度加大。這種性質對於用壓（yā）力來（lái）控製製品的質量和尺寸精度

有重要意義（yì）。

二 聚合物的熱物理性能

1玻（bō）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璃態向高彈（dàn）態或（huò）者由後者向前者的較變溫度。就是大（dà）分（fèn）子鏈段本身開（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（dàn）還不是整個分子鏈（liàn）段的運動。這時表現（xiàn）出高彈（dàn）性的橡膠性能；當低於玻璃化溫度時，鏈段被

凍結變成（chéng）堅硬的固態或玻璃態。橡膠的玻璃化溫（wēn）度低於室溫。所以橡膠在常（cháng）溫下處於高彈態。而其（qí）它塑料在常溫下是處於脆韌性的玻璃態。

高聚物（wù）的自（zì）由體積理論認為，高聚物分子結（jié）構所占有的整個體積分成（chéng）兩（liǎng）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

由空間。當溫度降低時分子鏈（liàn）動能減少，自由空間減少，當溫（wēn）度升高時，分子鏈段動能增加（jiā），自由（yóu）空間也增加：當溫度達（dá）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（de）體積突然增加。

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

料（liào），在升至玻璃化（huà）溫度以（yǐ）後，隨著溫度的升（shēng）高物料自由（yóu）體積會增加，其比容也會加大，但由於螺槽容積（jī）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）形態發生變化時，許多物理性質（zhì）如比熱容，比容，密度，導熱係數，膨脹係數，折光指（zhǐ）數，介電常數等都跟著變化，因此利

用這些關係可以（yǐ）測定（dìng）聚（jù）合（hé）物相變溫度和高聚（jù）物性質。

對於理解塑料在料筒（tǒng）中（zhōng）加（jiā）熱，塑（sù）料化過程（chéng）中從（cóng）加料段（duàn）向壓縮（suō）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，頂出溫度和頂出（chū）時間是重（chóng）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（jié）構的三維有序態轉變為無序的粘流態時的溫度。轉變點（熔點）對於（yú）低分子材料來說（shuō），熔化過程是

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

點，而是（shì）有一個（gè）向粘流態轉變的溫度範圍（wéi）。

對高聚物來說（shuō），玻璃化溫度，熔化溫度或（huò）溫度範圍都是變相點。有較明顯的（de）變（biàn）化範圍，從分子結構觀（guān）點看，都（dōu）是大（dà）鏈段（duàn）運動的結（jié）果。

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

注塑時，料（liào）筒的第三段溫度（靠近嘴溫的溫（wēn）度）都要設定在熔點以上，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在（zài）條件下，高聚物受熱後開始分解（jiě）的溫度範圍。依聚合物化（huà）學結（jié）構式不同而有顯著的差異，此外還（hái）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注射階段，隻要聚合（hé）物局部溫度（dù）達到分解（jiě）溫度，高分子物料就會訊速生成低分子量的可燃性物

質。聚合物的熱分解在氧氣充足條（tiáo）件下是放熱反應，產生的熱會繼續加熱聚合物。當聚合物達到燃點時（shí）就會燃（rán）燒，燃燒體係的（de）溫度是否會上（shàng）

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

注塑時（shí），對（duì）聚合物分解溫度的控製是十分重要的，否則分（fèn）解出燃燒物質不（bú）僅會影響製品質量，還會（huì）腐蝕設備，危害人體。

三聚（jù）合物降解及熱穩（wěn）定性（xìng）

所謂降解，是指遞解分解作用，在高分子化學中，通常是指在化（huà）學（xué）或物理作用（yòng）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）光輻射等作用下往往發生降解。降解過程實質量大分子鏈發生結構變化（huà）。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合物分解。剪切力的作用會（huì）因高溫時聚合物粘度的降低而減小。

熱降解是指（zhǐ）某些聚合（hé）物在高溫下時間過長，發（fā）黃變色，降解，分解等現（xiàn）象。

聚合物是否容易發生（shēng）降解，依其分子（zǐ）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，一般都是熱降解的崔化

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

所（suǒ）謂熱（rè）穩定（dìng）性是指聚合物在高溫下分（fèn）子（zǐ）鏈抗化學分解能力及耐化學變化（huà）的溫度（dù）熱降解溫度稱為穩定性溫度略高於分解溫度。對於某些（xiē）熱穩定

較差的聚合（hé）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解有影響外，還有（yǒu）在溫度場中所經（jīng）曆的反複加（jiā）工（gōng）次數有關。不同的聚合物在反複加工後（hòu）熱降解和融熔指

數（shù）有著較大的差異。在正常溫度下PS, PC, PP,經數次加工（gōng）後融熔指數升高的傾向。而PE，抗衝擊PS醋酸纖維素等有下降的現象。

聚合物在剪切應力作用下（xià）纏結著的大分子在外力作用下（xià），沿（yán）力的方向上發（fā）生流動，分子（zǐ）鏈之（zhī）間發生解脫，當解脫發生障礙時，分子（zǐ）鏈將受到

很大的牽引（yǐn）力，當超過鏈的強度就發生鏈斷裂。

實驗證明：剪切應（yīng）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（huò）增塑劑含量時，力的降（jiàng）解作用會減小。

注塑中某些塑料的水解作用是經（jīng）常發生的，水解作用是由於（yú）在聚合物中存在（zài）有可以水（shuǐ）解（jiě）的化學基團。如：酰胺，酯，腈（jīng）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的主鏈（liàn）上，水（shuǐ）解作用（yòng）會使主鏈斷鏈而降解（jiě）。由於（yú）某些聚合物有水解作用，因此對這些塑（sù）料的吸濕

性應（yīng）加（jiā）以注意。

有的塑（sù）料具有（yǒu）吸濕或凝集水（shuǐ）分（fèn）傾向，因為它們含有極（jí）性親（qīn）水基團（tuán），如ABS, PMMA, PA, PC, PPO等，在注塑中都需要（yào）幹燥（zào）處（chù）理，防此水解。

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