一， 一般（bān）物（wù）理（lǐ）性能

1總熱容（róng）量

總熱容量是指注塑（sù）物料在注塑工藝溫度（dù）下的總熱容量。

2 熔（róng）化熱

熔化熱又稱熔化潛（qián）熱，是結晶型（xíng）聚合物在形成或熔化晶體時（shí）所需（xū）要的能量。這部分（fèn）能量是用來熔化高分子結晶結構的，所以注塑結晶型聚合

物時要比注塑非結晶型料達到指定熔化溫（wēn）度下（xià）所需的能量要多。

對於（yú）非結晶型聚合物（wù）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

比熱容是單位（wèi）重量的物料溫度上升1度時（shí）所需熱量[J/kg.k]。

不同高聚物的比（bǐ）熱容（róng）是不同的，結晶型（xíng）比非對麵型要高。因為加熱（rè）聚合物時，補充的熱能不僅要消耗在溫度升上，還要消耗在使高分子結構

的變化上，結晶型必須補充熔化潛（qián）熱所需的熱淚盈眶量（liàng）才能使物料熔化。

注塑過程中，塑料加（jiā）熱或冷（lěng）卻（què）特性是由聚合物的熱含量與（yǔ）溫差所決定的。熱傳遞速率正比於（yú）被加熱材料和熱源之間的溫差。

一般冷卻要比熔化快，因為大體（tǐ）上料（liào）筒與物料溫差小，熔料與模具溫差大。加熱（rè）時間取決於料（liào）筒內壁與料層之間（jiān）的溫（wēn）差和料層厚度。

4熱擴散係數

熱擴散係數是（shì）指（zhǐ）溫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（wēn）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（xì）數）來決（jué）定。

壓力對熱擴散（sàn）係數影響小，溫度對其影響較大。

5導熱係數

導熱係數反映了材料傳播熱量的速度。導熱係數愈高（gāo），材料內（nèi）熱傳遞愈快。由於聚合物導熱係數很低，所以無（wú）論在料筒中加熱（rè）還（hái）是其熔體在（zài）

模具中冷卻，均需花一定時間。為了提高加熱和冷（lěng）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，這不僅是考慮強度，同

時也是為了增加熱慣性，保證物料能良好（hǎo）穩定地傳熱，有時還利用聚合物的低導熱特性，采用熱流（liú）道模具等。聚合物導熱係數隨溫度升高（gāo）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（róng）

密度增加會使製品中的氣體和溶劑滲透率減少，但是使製品的拉伸（shēn）強度，斷（duàn）裂伸長，剛度硬度以及軟（ruǎn）化溫度提高；使壓（yā）縮（suō）性，衝擊強度，流

動性，耐蠕變性能降低。

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

注塑製品質量起著重要的（de）影（yǐng）響。

比容反映了（le）單位物質所占有的體積。這是一個（gè）衡量在不（bú）同工藝條件下高分子結構所（suǒ）占有的空（kōng）間，各種狀態下的（de）膨脹與壓縮，製品的尺（chǐ）寸收縮

等方（fāng）麵是非常重（chóng）要的參數。

7 膨脹係（xì）數與壓縮係數

比（bǐ）容在恒壓下由溫（wēn）度而引起的變化（huà），即為（wéi）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（suō）特性（xìng）。聚合物比容不僅取（qǔ）決於溫度而且

取決於（yú）壓力。聚合（hé）物比容在不同溫度下（xià）都隨壓力而變（biàn）化（huà），壓力增高比容減小而密度加大（dà）。這種性（xìng）質對於用壓（yā）力來控製（zhì）製品的質量和尺寸精度

有（yǒu）重（chóng）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晶型（xíng）聚合物（wù）由玻璃態向高彈態或者由後（hòu）者向前者的較變溫度。就是大分子鏈段本身開（kāi）始變形的溫度（dù）當溫度

高於玻璃化溫度時，大分子鏈開始（shǐ）自由活動（dòng），但還不是整個分子鏈段（duàn）的運動（dòng）。這時表現出高彈性的橡膠性能；當低（dī）於玻璃化溫度時，鏈段被

凍結變成（chéng）堅硬的固態或玻璃態。橡膠的玻璃化溫度低於室溫。所以橡膠在常溫下處於（yú）高（gāo）彈態。而其它塑料在常溫下是處於脆韌性的玻璃（lí）態。

高聚物的（de）自由體積理論（lùn）認為，高聚物（wù）分子（zǐ）結構所占有的整個體積分成兩部分。一部分是分子（zǐ）鏈所占有的空間，而另一（yī）部分是分子鏈之間的自

由空間。當溫度降低時分子鏈動能減少，自由空間減少，當溫度升高時，分子鏈段動能增加（jiā），自由空間也增加：當（dāng）溫度達到玻璃（lí）化時，急（jí）劇（jù）

產生內聚力，聚合物膨脹，鏈段開始旋轉，鏈段擁有的能量（liàng）足以使鏈段活（huó）動起來所以自由空間的（de）體（tǐ）積突然增加。

高聚物在玻璃（lí）化溫度以（yǐ）上的總（zǒng）自由體積等於玻璃化溫（wēn）度下的自（zì）由體積與熱膨脹係數（shù）乗\以（yǐ）溫升之和。在預塑（sù）化時，位於（yú）螺槽中的高（gāo）分子固態物

料（liào），在升（shēng）至玻璃化溫度以後，隨著溫度的（de）升高物料自由體積會增加，其比容也會加大，但由於螺槽容積的限製會使物料產生內壓，並有加速

固體床的作用。

當高聚物的物理形態發生變（biàn）化時，許多物理性質如比熱容，比容，密度，導熱係數，膨（péng）脹係數，折（shé）光指數，介電常數（shù）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和高聚物性質。

對於理解塑料在料筒（tǒng）中加熱，塑料化過程（chéng）中（zhōng）從加料段向壓縮段物（wù）態轉變，溫升，溫升速（sù）率，螺杆轉速，背壓等工藝因素的影響將起重要作（zuò）用（yòng）。

這（zhè）些對於控（kòng）製（zhì）製品脫模時的（de）物性狀態，頂出溫度和頂（dǐng）出時間是重要的。

2 熔化溫度（熔點）

熔化溫度是指結晶型聚合物從高分子鏈結構的三維（wéi）有序態轉變為無序的粘流態時的（de）溫度。轉變點（熔（róng）點）對於低分（fèn）子材料來說，熔化過程是

非常（cháng）窄的，有較明顯（xiǎn）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，但從高彈態轉（zhuǎn）變為粘流態的液相時卻沒有明顯的熔

點，而是有一個向粘流態轉變的溫度範圍。

對高聚（jù）物（wù）來說，玻璃化溫度，熔化溫度或溫度範圍都是變相點。有較明顯的變化範（fàn）圍，從分子結構（gòu）觀點看（kàn），都是大鏈段運（yùn）動的結果。

一般有增塑（sù）劑的聚合物熔點要比無增塑劑（jì）的要低，共聚物的熔點要比組成共聚物中較高均（jun1）聚物的熔點要低些。

注塑時，料筒的（de）第三段溫度（靠近嘴溫的（de）溫度）都要設定在熔點（diǎn）以上，然後以降低15~20度的溫度梯度（dù）依次設定第二段和（hé）第一段的料筒溫度（dù）

為宜。

3 分解溫度及燃燒特（tè）性

熱分解溫度是指（zhǐ）在氧（yǎng）氣存在條件下，高聚物受熱後開始（shǐ）分解的溫度範圍。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（zhù）塑過程中，無論是在預塑階段還是在注射（shè）階段（duàn），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低分子量的可燃性物

質（zhì）。聚合物的熱分解在氧氣充足條件下是放熱反（fǎn）應，產（chǎn）生的熱會繼續（xù）加熱聚合（hé）物。當聚合物達到燃點（diǎn）時就會（huì）燃燒，燃燒體係的溫度是否會上

升，產生的燃燒熱（rè）是（shì）否和體係進行（háng）對流（liú），都與（yǔ）熱分解溫度，比熱容以及導熱係數等物理（lǐ）性能有密切關係。

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

三聚合物降解（jiě）及熱穩定性

所謂降解，是（shì）指遞解分解作用，在高分（fèn）子化學中，通常是指在（zài）化學或（huò）物理（lǐ）作用下，聚（jù）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（děng）作用下（xià）往往發生（shēng）降解。降解過程實質量大（dà）分子鏈（liàn）發生結構變化。如發生彈性消失，強度（dù）降低，粘度減少或增加等現（xiàn）象。

在注塑（sù）中力，水，氧通過（guò）溫度對（duì）聚降解起重要影響，在高溫時（shí）氧和水更能使聚合物分解。剪切（qiē）力的作用會因高溫時聚合物粘度的降低而減（jiǎn）小。

熱（rè）降解是指某（mǒu）些聚合物在高（gāo）溫下時間過長（zhǎng），發（fā）黃變色，降解，分（fèn）解（jiě）等現象。

聚合物是否容易發生降解，依其分（fèn）子（zǐ）內部和分子外部結構有（yǒu）關；是否有分（fèn）解的雜質有關（guān）；能引起高聚（jù）物降解的雜（zá）質，一般都是熱降解的崔化

劑（jì），如：PVC 分解的（de）產（chǎn）物是氯化氫，POM分（fèn）解產物是甲（jiǎ）醛，它們有著加劇高聚物（wù）降解的作用（yòng）。

所謂熱穩定性是指聚合物在高（gāo）溫下分子鏈抗化（huà）學分解能力及耐化學變化的溫度熱（rè）降解溫度稱為穩定性溫（wēn）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。

溫度的高低和變化範圍（wéi）對聚合物的降解有（yǒu）影響外，還有在溫度場中所經曆的反複加（jiā）工次數有關。不同的聚合物在反複加工後熱降解和融熔指

數有著（zhe）較大的差異。在正常溫度（dù）下PS, PC, PP,經數次加工後融熔指數升高的傾（qīng）向（xiàng）。而PE，抗衝擊PS醋酸纖維素等有下降的現象。

聚合（hé）物在剪切應力作用下纏結著的（de）大分子在外力作用下，沿力的方（fāng）向上發生流動，分子鏈之（zhī）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，當超過鏈的強度就發生鏈斷裂。

實驗證明：剪切應力.剪（jiǎn）切速率越高，分子量（liàng）降解速度越快，斷裂（liè）的鏈越短；當提（tí）高加熱溫度或增塑劑含量時，力的降解作用（yòng）會減小。

注塑中某些塑（sù）料的水解（jiě）作用是經常發生的，水解作用是（shì）由於在聚合（hé）物中存在有可以水（shuǐ）解的化學基團。如：酰胺（àn），酯，腈等，或在氧化作用下（xià）

形（xíng）成可被水解的基團。如果這些基團在（zài）分子的主鏈上，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，因此對這些塑料的吸濕

性應加以注意。

有的塑料具有吸（xī）濕或凝集水分（fèn）傾向，因為（wéi）它們含有極性親水基團，如ABS, PMMA, PA, PC, PPO等，在注塑中都（dōu）需要幹燥處理（lǐ），防此水解。