一， 一般物理性能

1總熱容（róng）量

總熱容量是指注塑物料在注塑工藝溫度下（xià）的總熱容（róng）量。

2 熔化熱

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

物時要（yào）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。

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隻需要375J/g即可（kě）熔化。

3 比熱容

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

不同高聚物的比熱容是不同的，結晶型比非對（duì）麵型要高。因（yīn）為加熱聚（jù）合物時，補充的熱能不僅要消耗在（zài）溫度升上，還要消耗在使高分子（zǐ）結構

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

注塑過程中，塑料加熱或冷（lěng）卻特性是由聚（jù）合物的（de）熱含量與溫差所決定的。熱傳遞速率正比於被加熱材料和熱源之間（jiān）的溫差。

一（yī）般冷卻要比熔化快，因為大（dà）體（tǐ）上（shàng）料筒與物料溫差（chà）小，熔料與模具溫差大。加熱時（shí）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（wēn）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（liào）溫度升高1度時所需（xū）的（de）熱量（比熱容）和材料吸收熱

量的速（sù）度（導熱係數）來決（jué）定（dìng）。

壓力對熱擴散係數影響（xiǎng）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（de）速度。導熱係數愈高，材料（liào）內熱（rè）傳遞愈快。由（yóu）於聚合物導熱係數（shù）很低，所以無論在料（liào）筒（tǒng）中加熱（rè）還是其熔體在

模具中冷卻，均需花一定時間。為了（le）提高加熱和冷卻效率，需采取一些技術措施。如：加熱料筒（tǒng）要求有一定的厚度，這不僅是考慮強度，同

時（shí）也是為了增加熱慣性，保（bǎo）證物料（liào）能良好穩定地傳熱，有時還利用聚合物的低導（dǎo）熱（rè）特（tè）性，采用熱流道模具（jù）等。聚合物導熱係（xì）數隨溫度升高而

增加。結晶（jīng）型塑料的導（dǎo）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

密度增加會使製品中的氣（qì）體和溶劑滲透（tòu）率減少，但是使製品的拉伸強度，斷裂伸長，剛（gāng）度硬度以及軟化溫度提高；使壓（yā）縮性，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—加熱（rè）—冷卻反複的熱過（guò）程溫度，梯度和聚合物形態的變化都（dōu）很大，所以密度也在不斷地發生變化，這對（duì）

注塑製品質量起著重要的影響。

比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（gāo）分子結構所占有的空間，各種狀態下（xià）的膨脹與壓（yā）縮，製品的尺（chǐ）寸收縮

等方麵是（shì）非常重要的參數。

7 膨（péng）脹係（xì）數與壓縮係數

比容在（zài）恒壓下由（yóu）溫度（dù）而引起的（de）變化，即為膨脹係數。聚（jù）合物從高溫到低溫表現出比容逐漸減少的收縮特性。聚合物比容不僅（jǐn）取決於（yú）溫度（dù）而且

取決於壓力。聚（jù）合物比容在不同溫度（dù）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製品的質（zhì）量和尺寸精度

有重要意義。

二 聚合物的熱物理性能（néng）

1玻璃化溫（wēn）度

聚合物的（de）玻（bō）璃化溫度（dù）是（shì）指線型非結晶（jīng）型聚（jù）合物（wù）由玻璃態向高彈態或者由後者向前（qián）者的較（jiào）變溫（wēn）度。就是大分子鏈段本身開始變形的溫度當溫度

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

凍結變成堅硬的固態或玻璃態。橡膠的玻璃化溫度低於室（shì）溫。所以橡膠（jiāo）在常溫（wēn）下處於高彈（dàn）態（tài）。而其它塑料在常溫下是處於脆韌性的玻璃態。

高聚物（wù）的自由體積理論認為，高聚物分子結構所占（zhàn）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（zhī）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（zǐ）鏈段動能增（zēng）加，自由空間也增加：當溫度達到（dào）玻璃化時，急劇

產生內聚力，聚（jù）合物膨脹，鏈段（duàn）開始旋（xuán）轉，鏈段擁有的（de）能量足以使鏈段（duàn）活動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總自由（yóu）體積等於玻璃化溫度下的自由體積與熱膨脹係數乗\以（yǐ）溫升之和。在預塑化時，位於螺槽（cáo）中的高分子固態物

料，在升至玻璃化溫度以後，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（yóu）於螺槽容積的限（xiàn）製會使物料（liào）產生內壓，並有加速

固體床的（de）作用。

當（dāng）高聚物的物理形態發生變化時，許多（duō）物理性質如比熱容，比容，密度，導（dǎo）熱係數，膨脹係（xì）數，折光（guāng）指（zhǐ）數，介電常數等都跟著變化，因此利

用這些關係可以測定聚（jù）合物相（xiàng）變溫度和高聚物性質。

對於（yú）理（lǐ）解塑料在料筒中加熱，塑料化過程中從加（jiā）料段向壓縮段物態轉變，溫升（shēng），溫升速率，螺杆（gǎn）轉速（sù），背壓等工藝因（yīn）素的影響將起重要作用。

這（zhè）些對於控製製品脫模（mó）時的物性狀態，頂出溫度（dù）和頂出時間是重要的。

2 熔化溫度（熔點）

熔化溫度是指結晶型聚合（hé）物從高分子鏈結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（duì）於低分子材料來說，熔化過程（chéng）是

非常窄的，有較明顯的（de）熔點；而對於結（jié）晶型高（gāo）聚（jù）物來（lái）說，從達到玻璃化溫度就開（kāi）始軟化，但從高彈態轉變為粘（zhān）流態的（de）液相時卻沒有明顯的熔（róng）

點，而是有一個向粘流態轉變的溫（wēn）度範圍。

對高聚物來說，玻璃化溫度，熔（róng）化溫度或溫度（dù）範圍都（dōu）是變相點。有較明（míng）顯的變化範圍，從分子結構觀點看，都是大鏈段運（yùn）動的結果。

一般有（yǒu）增塑劑的聚合物熔點要比無增塑劑的（de）要低，共（gòng）聚物的熔點（diǎn）要比組（zǔ）成共聚物（wù）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（zuǐ）溫的溫度）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

為宜。

3 分解溫度（dù）及燃燒特性

熱分解溫度是（shì）指在氧氣存在條件下，高（gāo）聚物受熱（rè）後開（kāi）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異，此外還與物料的形（xíng）態有

關。在注塑（sù）過程中，無論是（shì）在預塑階段還是在注射階段，隻要聚合物局部溫度達到分解溫度，高分子（zǐ）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（qì）充足條件（jiàn）下（xià）是放熱反應，產生的熱會繼續加熱聚合物。當聚合物達到燃（rán）點時就會燃燒（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（xì）。

注塑時，對（duì）聚合物分解溫度的控製是十（shí）分（fèn）重要的（de），否則分解出燃燒物質不僅會影響（xiǎng）製品質量，還會腐蝕設（shè）備，危（wēi）害人體。

三聚合物降解及熱（rè）穩定性

所謂降解，是指遞解分解作用，在高分（fèn）子化學中，通常是指在化學或物理作用下，聚合物（wù）分子的聚合度降低（dī）過（guò）程，聚合物在熱，力，氧氣，

水及光輻射等作用下往往發生降解。降解過程實質量大（dà）分子鏈發生結構變化。如發生彈（dàn）性（xìng）消失（shī），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要影響，在高溫時氧和水更能使聚合物分解。剪切力的（de）作用會因高溫（wēn）時（shí）聚合（hé）物粘度的降低而減小。

熱降解是指某些聚合物在高溫（wēn）下時間過長，發黃變色（sè），降解，分（fèn）解等現象。

聚（jù）合物是否（fǒu）容易（yì）發生降解，依其分子內部和分子外部結構有關；是否有分解的雜質有關；能引起（qǐ）高聚物降（jiàng）解的雜質，一般都（dōu）是熱降解的崔（cuī）化

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

所謂熱穩（wěn）定性是指聚合物（wù）在高溫下分子鏈抗化學分解能力及耐化學變化的溫度熱（rè）降（jiàng）解溫度稱（chēng）為穩（wěn）定性溫度略高於分解溫度。對於某些熱穩定

較差（chà）的聚合物，其溫度範圍隻有5~15度。

溫度的高低和變化範圍對聚合物的降解有影響（xiǎng）外（wài），還有在溫度場中（zhōng）所經曆的反複加工次數有關。不同（tóng）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。在正常溫度下（xià）PS, PC, PP,經數次加（jiā）工後（hòu）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纏結著的大分（fèn）子在（zài）外力作用下（xià），沿力的方向上發生（shēng）流（liú）動，分子鏈之間發（fā）生解脫，當解脫發生障礙時，分（fèn）子鏈將（jiāng）受到

很大的牽引力，當超過鏈的強度（dù）就發生鏈斷裂。

實驗證明：剪切應力.剪切速率越高，分子量降解速度越快，斷裂的（de）鏈越短；當提高加熱（rè）溫度或增塑劑含量時，力的降解作用會減（jiǎn）小。

注塑中（zhōng）某些塑料的（de）水解作用是經（jīng）常發生的，水解作用是由於在聚合物中存在有可以水解的（de）化學（xué）基（jī）團。如：酰胺，酯，腈等，或在氧化作用下

形成可被（bèi）水（shuǐ）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降解。由於某些聚（jù）合物有水解作用（yòng），因此對這些塑料（liào）的吸（xī）濕

性（xìng）應加以（yǐ）注意。

有的塑料具有吸濕（shī）或（huò）凝集水分傾向，因為（wéi）它們（men）含有極性親水基（jī）團，如ABS, PMMA, PA, PC, PPO等，在注塑中都需要幹燥處理，防此水解（jiě）。

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