一、一（yī）般物理性能

1總熱容量

總熱容量（liàng）是（shì）指注塑物（wù）料在注塑（sù）工藝溫（wēn）度下的總熱容量。

2 熔化熱

熔（róng）化（huà）熱又稱熔（róng）化潛（qián）熱，是結晶型聚合物在形成或熔化晶體時所需要的能量（liàng）。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（hé）

物時要比注塑非結晶型料達（dá）到指定熔化（huà）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（dá）到注塑溫度（dù）需熱約452/g(100.8cal/g),PS隻需要375J/g即可熔化。

3 比熱容

比熱容是單位重量的物（wù）料溫度上升1度時所需熱量[J/kg.k]。

不同高聚物的比熱容是不（bú）同的，結晶型比非對麵型要高。因為（wéi）加熱聚合物時，補充的熱能不僅要（yào）消耗在溫度升上，還要（yào）消耗在使高分子（zǐ）結構

的變化上，結晶型必須補充熔化潛熱所（suǒ）需的熱（rè）淚（lèi）盈眶量才（cái）能使（shǐ）物料熔化。

注塑過程中，塑料加熱或冷卻特性是（shì）由（yóu）聚合物的熱含量與（yǔ）溫差所決定的。熱傳（chuán）遞速率正比於被加熱材料和熱源之間的溫（wēn）差。

一般冷卻要（yào）比熔化快，因為（wéi）大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內壁與（yǔ）料層之間的溫差（chà）和料層厚度。

4熱擴散係數

熱擴散係數（shù）是（shì）指溫度在加熱物料中傳遞的速度，又稱導熱係數其（qí）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（liàng）的速（sù）度（導熱係數（shù））來決定。

壓力對（duì）熱（rè）擴（kuò）散係數（shù）影響小，溫度對其（qí）影響較大。

5導熱係數

導熱係數反（fǎn）映了材（cái）料（liào）傳播（bō）熱量的速度。導熱係數愈高，材料內熱傳遞愈快。由（yóu）於聚合物導熱係數很低，所以無論（lùn）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。為了提高（gāo）加熱和冷卻效率，需采取一些（xiē）技術措施（shī）。如：加熱料筒要求有一定的厚度，這不僅（jǐn）是考慮強度，同

時也是為了增加熱慣性（xìng），保證物料能良好穩定（dìng）地傳熱，有時還利用聚合物的低導熱（rè）特性，采用熱流道模（mó）具等。聚合物導熱係數隨溫度升高（gāo）而

增加。結晶型（xíng）塑料的導熱係數對溫（wēn）度的依賴性要比非結晶型的顯著（zhe）。

6 密度與比容

密度增加會使製品中的氣（qì）體和溶劑（jì）滲透率減少，但（dàn）是使製品的拉伸強度，斷裂伸長，剛度硬度以及軟化溫度提高；使壓縮性，衝擊強度，流

動性，耐蠕變性能（néng）降低。

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

注（zhù）塑製品質量起著重要的影響。

比容反映（yìng）了單位物（wù）質所（suǒ）占（zhàn）有的體積。這是一個衡量在不同工藝條件下高分子結（jié）構所（suǒ）占有的（de）空間，各種狀態下的膨脹與（yǔ）壓縮，製品的尺寸收縮

等方麵是（shì）非常重要（yào）的參數。

7 膨脹係數與（yǔ）壓縮係數（shù）

比容在恒壓下由溫度而引起的變化，即為（wéi）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縮特（tè）性。聚合物比容不僅取決於溫度（dù）而且

取決於壓力。聚合物比（bǐ）容（róng）在不同溫度下都（dōu）隨壓力而變化，壓力增高（gāo）比容減小（xiǎo）而密度加大。這種性質對（duì）於用壓力來控製製品的質（zhì）量和尺寸精度

有重要意義。

二 、聚合物的熱物理（lǐ）性（xìng）能

1、玻（bō）璃化溫度

聚合物的玻璃化溫度是指（zhǐ）線型非結晶型聚合物由玻璃（lí）態向高彈（dàn）態或者（zhě）由後者向前者的較變溫度（dù）。就是大分子鏈段本身開（kāi）始變（biàn）形的溫度當溫度

高於玻璃化溫度時，大分子鏈開始自由活（huó）動，但還不是整個分子鏈段的運動（dòng）。這時（shí）表現出高彈性的橡膠性能；當低於玻璃化（huà）溫度時，鏈段被

凍結變成堅硬的固態或玻璃態。橡膠的玻璃（lí）化溫度低於室溫。所以（yǐ）橡（xiàng）膠在常（cháng）溫下處於高彈態。而其它塑料（liào）在常溫下是處於脆韌性的玻璃態（tài）。

高聚物的自（zì）由體積理論認為（wéi），高聚物分（fèn）子結（jié）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

由空間。當溫度降低時分子鏈動能減少，自（zì）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（bō）璃化時，急劇

產生內聚力，聚合物膨（péng）脹，鏈段開始旋（xuán）轉，鏈段擁（yōng）有的能量足以使鏈段活動起來所以自由空間的體積突然增加。

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（chéng）\以溫升（shēng）之和。在預（yù）塑（sù）化時，位於（yú）螺槽中的高分（fèn）子固態物

料，在升（shēng）至玻璃化溫（wēn）度以後，隨（suí）著溫度的升高物料自由體積會（huì）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（sù）

固體床的作用。

當高聚物的物理（lǐ）形態發生（shēng）變化時，許多物理性質如（rú）比熱容，比容，密度，導熱係數，膨脹係數，折光（guāng）指數，介電常數等都跟著變化（huà），因此利

用這些關係可以測定聚合物相變溫度和高（gāo）聚物（wù）性（xìng）質。

對於理解塑料在料筒中加熱，塑料化過程中從加料段向壓縮段（duàn）物態轉變，溫升，溫升速率，螺杆轉（zhuǎn）速，背（bèi）壓（yā）等工藝因素的影響將起重要作用。

這些（xiē）對於控製製品脫模時的物性狀態，頂出溫度和頂出時間是重要的。

2 、熔化溫度（熔點）

熔化（huà）溫度是指結晶型聚合物（wù）從高分子鏈結構的三維有序態轉變為無序的粘流態時（shí）的溫度。轉變點（熔點）對於低分子材料來說（shuō），熔化過程是

非常窄的，有較明顯的熔點；而對於結晶型高聚物來說，從達到玻璃化溫度就開始軟（ruǎn）化，但從高彈態轉變為粘流態的（de）液相時卻（què）沒有明顯的熔

點，而是有一個向粘流態（tài）轉變的溫度範圍。

對高（gāo）聚物來（lái）說，玻璃化溫（wēn）度，熔化溫度或溫度範圍都是變相點。有較明顯的變化範圍，從分子（zǐ）結構（gòu）觀點（diǎn）看，都是大鏈段運動的（de）結果。

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

注塑時，料筒的第三段溫度（靠近嘴溫的溫度）都要（yào）設定在熔（róng）點以上，然後以降（jiàng）低15~20度的溫（wēn）度梯度依次設定第（dì）二段和第一段的料筒溫度

為宜。

3 、分解溫度及燃燒特性

熱分解溫度是指在氧氣存在條件（jiàn）下，高聚物受熱（rè）後開始分解的溫度範圍。依聚合物化學結構式不同而有顯（xiǎn）著的差異，此（cǐ）外還（hái）與物料的（de）形態有（yǒu）

關。在注塑過程中，無論是在預（yù）塑階段還是在注射階段，隻要聚合物局部溫度達（dá）到分解溫度，高分（fèn）子物料就會訊速生成低分子量的可燃性物

質。聚（jù）合物的熱分解在氧氣充足條件下是放熱反應，產生的熱會繼續加熱（rè）聚合物。當聚（jù）合物達（dá）到燃點時就會燃燒（shāo），燃燒體係的溫度是否會（huì）上

升（shēng），產生的燃燒熱是否和體係進行對流，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係。

注塑時，對聚合物分解溫度（dù）的控製是十分（fèn）重（chóng）要的，否則分解出燃燒物質不（bú）僅會影響製品質量，還會腐蝕（shí）設備，危害人（rén）體。

三、聚（jù）合物降解及熱穩定性

所謂降解，是指遞解分解作用，在高分子化學中，通常是指在化學或物理作用（yòng）下，聚合物分子的聚合度降低過程，聚合物在熱，力，氧氣，

水及光輻射等作用下往往（wǎng）發生降解。降解過程實質量大分子鏈發生結構變化。如發生彈性消失，強度（dù）降低，粘度減少或增加等現象（xiàng）。

在（zài）注塑中力，水，氧通（tōng）過溫度對聚降解起重要（yào）影響，在高溫時氧和水更能使聚合物分解。剪切力的作用會因高溫時（shí）聚合物粘度的降低而減（jiǎn）小。

熱（rè）降解是指某些聚（jù）合物在高溫下時間過長，發黃變色，降（jiàng）解，分解等（děng）現象。

聚合物是否（fǒu）容易發生降解，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（zhì），一般都是熱降解（jiě）的崔化

劑，如：PVC 分解的（de）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。

所謂熱穩定性是指聚合（hé）物在高溫下分（fèn）子鏈抗（kàng）化學分解能力及耐化學變化的溫度熱降解溫度稱為穩定性（xìng）溫度略高於分解溫度。對於某些熱穩定

較差的聚合物，其溫度（dù）範圍隻（zhī）有5~15度。

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

數有著較大的差異。在正常溫度（dù）下PS, PC, PP,經數次加工後融熔指數升高的傾向。而PE，抗（kàng）衝擊PS醋酸纖維素等（děng）有下（xià）降的現象。

聚合物在剪切應力作用下纏結（jié）著（zhe）的大分子在（zài）外力作用下，沿力的方向上發生流動，分子鏈之間發生解脫，當解脫發生障（zhàng）礙時，分子鏈（liàn）將受到

很大的牽引力，當（dāng）超過鏈的（de）強度就發（fā）生（shēng）鏈斷（duàn）裂。

實驗證明：剪切（qiē）應（yīng）力.剪切速（sù）率越高，分子（zǐ）量降解（jiě）速度越快，斷裂的（de）鏈（liàn）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。

注塑中某些塑料的水解作用是經常發生的，水解作用是（shì）由（yóu）於在聚合物中存在（zài）有可以水解的化學基（jī）團。如：酰胺，酯，腈等，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上，水解作用會使主鏈斷鏈而（ér）降解。由於某些聚合（hé）物有（yǒu）水解作用，因此對這些塑料的吸（xī）濕

性應加（jiā）以注意。

有的塑料具有（yǒu）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，在注（zhù）塑中都需（xū）要（yào）幹燥處理，防（fáng）此水解。

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