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（dù）下的總熱容（róng）量（liàng）。

2 熔化（huà）熱

熔化熱又稱熔化潛熱，是結晶型聚合物在形成或熔化晶體（tǐ）時所需要（yào）的能量（liàng）。這部分能量是用來熔（róng）化（huà）高分子結（jié）晶結構的，所以注塑結晶型聚合

物時要比注塑非結晶型料（liào）達到指定熔化溫度下所需的能量要多（duō）。

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（xū）要375J/g即可熔化。

3 比熱容

比熱容是單（dān）位重量的物料溫度上升（shēng）1度時所（suǒ）需熱量[J/kg.k]。

不同高（gāo）聚（jù）物的比熱容是不同的，結晶型比非對麵型（xíng）要高。因為加熱聚合物時，補充的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（de）變化上，結晶型必（bì）須（xū）補充熔化潛熱所需（xū）的熱淚盈（yíng）眶量才能（néng）使物料熔化。

注塑過程中，塑（sù）料（liào）加熱或冷卻特性是由聚合物的熱含量與溫差所（suǒ）決定（dìng）的。熱傳遞速率（lǜ）正（zhèng）比於（yú）被加熱材料和熱源之間（jiān）的（de）溫（wēn）差。

一（yī）般冷卻（què）要比熔化快，因為大（dà）體上料筒與物料溫差小，熔料與模具溫差大。加熱時間取決於料筒（tǒng）內壁與料層之間的溫差和料（liào）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（chēng）導熱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）和材料吸收熱

量的速度（導熱係數）來決定。

壓力對熱擴（kuò）散係數影響小，溫度對其影響較大。

5導熱係數（shù）

導熱係數反映（yìng）了（le）材（cái）料（liào）傳播熱量的速度。導熱係數愈高，材料內熱傳遞（dì）愈快。由於（yú）聚合物導熱係數很低，所以（yǐ）無論在料筒中加熱（rè）還是其熔體在

模具（jù）中冷卻，均需（xū）花一（yī）定時間。為了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，這不僅是考慮強（qiáng）度，同

時也是為了增加熱慣性，保證物料能（néng）良（liáng）好穩定地傳熱，有時還（hái）利用聚合物的低導熱（rè）特性，采用熱流（liú）道模具等。聚（jù）合（hé）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性要比非結晶型的顯著。

6 密度與比容

密度（dù）增加會使製品中（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（dù）以及軟化溫度提高；使壓縮（suō）性（xìng），衝擊強度，流（liú）

動性（xìng），耐蠕（rú）變性能降低。

在注塑過程中，聚合物（wù）經曆著冷卻—加熱—冷卻（què）反複的熱過程（chéng）溫度，梯度和聚合物（wù）形態的變化（huà）都很大，所以密度也在不斷地發生變化，這對

注塑製品質（zhì）量起著重要的影響。

比容反映了單位（wèi）物質所占有（yǒu）的體積。這是一個衡量在不同工藝條件下高分子（zǐ）結構所（suǒ）占有的空間，各（gè）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（yā）下由溫度而（ér）引起的變化，即為膨脹係數。聚合物從（cóng）高溫到低溫表現出比容逐漸減少的收（shōu）縮特性。聚（jù）合（hé）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（suí）壓力而變化，壓力增高比容減小而密度加大。這種（zhǒng）性（xìng）質對於用壓力來控製製品的質量和尺寸精度

有重（chóng）要意義。

二 聚合物的熱物（wù）理性能

1玻璃化溫度

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態或者由後者向（xiàng）前者的較（jiào）變溫度。就（jiù）是大分子鏈段本（běn）身開始變形的溫度當（dāng）溫度

高於玻璃化溫度時，大分子鏈開始自由（yóu）活動，但（dàn）還不是整個分子鏈段的運動。這時表現出高（gāo）彈性的橡膠（jiāo）性能；當低於玻璃化溫度時，鏈段被

凍結變成堅硬的固（gù）態或玻璃態。橡膠的玻璃化溫度低於室溫。所（suǒ）以（yǐ）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韌性的玻璃態。

高聚物的（de）自由體積理論認（rèn）為，高（gāo）聚物分子結構所占有的整個體積（jī）分成兩部分。一部分是分子（zǐ）鏈所占有（yǒu）的空（kōng）間（jiān），而另一（yī）部分是分子鏈之間的自（zì）

由空（kōng）間。當溫度降低時分子鏈動能（néng）減少，自由（yóu）空間減少，當溫度升高時，分子鏈段動能增加，自由空間也增加：當溫度達到玻璃化時，急劇

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

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

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

固體床的作用。

當高聚物（wù）的物理形態發生變化時，許多物理性質如比（bǐ）熱容，比容，密度，導熱係數，膨脹係數，折光（guāng）指數，介電常（cháng）數等都跟著（zhe）變化，因此利

用這（zhè）些關係可以測定聚合物相變（biàn）溫度和高聚物性質。

對於理解塑料在料筒中加熱（rè），塑料化過程中從加料段向壓縮段物態轉變，溫升，溫升速率，螺杆轉（zhuǎn）速，背壓等工藝因（yīn）素的影響將（jiāng）起（qǐ）重（chóng）要作（zuò）用。

這些對於控製製品脫模時的物（wù）性狀態，頂出溫度和頂出（chū）時間是重要的。

2 熔化溫度（熔點）

熔化溫度是指結晶型聚合物從高分子鏈（liàn）結構的（de）三維有序態轉變為無序的粘流態時的（de）溫度。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（jiào）明顯的熔點；而對於結晶型高聚物來說，從達到玻璃化溫度就開始軟（ruǎn）化，但從高彈態（tài）轉變為粘流態的液相時卻沒有明顯的熔

點，而是有一（yī）個向粘流態轉變的（de）溫度（dù）範圍。

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

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

注塑時，料筒的第三（sān）段（duàn）溫度（靠近嘴溫的溫度）都要（yào）設定在熔點以上，然後以降低15~20度的溫度（dù）梯度依次設定第二段和第一（yī）段的料（liào）筒（tǒng）溫度

為（wéi）宜（yí）。

3 分解溫度及（jí）燃（rán）燒特性

熱分解溫度是指在氧氣存在條件下，高聚（jù）物（wù）受熱後開始分解的溫度範圍。依聚合物化學結構式不同而有顯著的差（chà）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（shì）在注射階（jiē）段，隻要聚合物局部溫（wēn）度達到分解溫度，高分子物料就會訊速生（shēng）成（chéng）低（dī）分子量的（de）可燃性（xìng）物

質。聚（jù）合物的熱分解（jiě）在氧氣充（chōng）足條件下是放熱（rè）反應，產生的熱會繼續（xù）加熱聚（jù）合物。當（dāng）聚合物達到燃點時就（jiù）會（huì）燃燒（shāo），燃燒體係的溫度是否會上

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

注塑時，對聚合物分解溫度的控製是十分重要的，否則分解出燃燒物（wù）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

所謂降解，是指遞解分解作用，在高分子（zǐ）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（fú）射等作用下往往（wǎng）發生降解。降（jiàng）解過程實質量大分子鏈發（fā）生結構變化。如發生彈性消失，強度降低，粘度減少或（huò）增加（jiā）等現（xiàn）象。

在注塑中力，水，氧通過（guò）溫度對聚降解起重要影響，在（zài）高溫時氧和水更（gèng）能使聚合物分解。剪切力的作用會因（yīn）高溫時聚合物粘度（dù）的降（jiàng）低而減小。

熱降解是指某些聚合物在（zài）高溫下時間過長，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（jié）構有關；是否有分解的雜質有（yǒu）關；能引起（qǐ）高聚物降（jiàng）解的雜質，一般都是熱降（jiàng）解的崔（cuī）化

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

所（suǒ）謂熱穩定性（xìng）是（shì）指聚合物在高溫下分子鏈抗化（huà）學（xué）分解能力及耐化（huà）學變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。對於某些熱穩定

較差的聚（jù）合物（wù），其溫度範圍隻有5~15度。

溫度的（de）高低和變化範圍對聚合物的降（jiàng）解有影響外，還有在溫（wēn）度（dù）場中（zhōng）所經曆的反複加工次數有關。不同的聚合物在（zài）反複加工後熱（rè）降解和（hé）融熔指

數有著較（jiào）大的差異。在正常溫度下PS, PC, PP,經數次加工後融（róng）熔指數升高的傾向。而PE，抗衝擊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結著的大分子在外力作用（yòng）下，沿（yán）力的方向上發生流動，分子鏈（liàn）之間發生（shēng）解脫，當解脫發生障礙時，分子鏈將受到

很（hěn）大的牽引力，當超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（jiàng）解速度越快，斷裂的鏈越短（duǎn）；當提（tí）高加熱溫度或增（zēng）塑劑（jì）含量時，力的降解作用會減（jiǎn）小。

注塑中某些塑料的水解作用是經常發生（shēng）的，水（shuǐ）解作用是由於（yú）在聚合（hé）物中存在有可以水解的（de）化學基團。如：酰胺，酯（zhǐ），腈等，或（huò）在氧化作用下

形成（chéng）可被水解（jiě）的基團。如果（guǒ）這些（xiē）基團（tuán）在分子的主鏈上，水解作用會使主（zhǔ）鏈斷鏈而降解。由於某些聚合物有水解作用，因此對這些塑料的（de）吸濕

性應加以（yǐ）注意。

有的塑料具有吸濕或凝集水分傾向，因為它們含有極性親水基團，如ABS, PMMA, PA, PC, PPO等，在（zài）注塑中都需要幹燥處理，防此水解。

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