一（yī）、一般物理性能

1總熱容量

總熱容量是指注塑物料在注（zhù）塑工藝溫度下（xià）的總熱容量。

2 熔（róng）化熱

熔化熱又稱（chēng）熔化潛熱，是結晶型聚合物在形成或熔化晶體時所需要的能量。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

物時要比注塑非結晶（jīng）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（hé）物（wù）無需熔化潛熱（rè）。使POM達到注（zhù）塑溫度需熱約452/g(100.8cal/g),PS隻需要（yào）375J/g即可熔化。

3 比熱（rè）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（gāo）聚物的（de）比熱容是不同的，結晶型比（bǐ）非（fēi）對麵型要（yào）高。因（yīn）為加熱（rè）聚合物時，補（bǔ）充的熱能不僅要消耗（hào）在溫（wēn）度升上，還要消耗（hào）在使高分子結構

的變化上，結（jié）晶型必須補充熔（róng）化潛熱所需的熱淚盈眶量才能使物料熔化（huà）。

注塑過程中，塑料加熱或冷卻特性是由聚合物的熱含量與溫（wēn）差所決（jué）定的。熱（rè）傳遞速率正比於被加熱材料和熱源之間的溫差。

一般冷卻要比熔化（huà）快，因為大體上料筒與物料溫差小，熔料（liào）與（yǔ）模具（jù）溫差大。加（jiā）熱時間（jiān）取決於料筒內壁（bì）與料層之間的溫差和料層厚度。

4熱擴散係數

熱擴散係數是指溫度在加（jiā）熱物料中傳遞的速（sù）度，又稱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（lái）決（jué）定。

壓力（lì）對熱擴散係數影響小，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，材料（liào）內（nèi）熱傳遞愈快。由於聚（jù）合物導（dǎo）熱係數很低，所以無論在料（liào）筒中加熱還是其熔體在

模具中冷卻，均需花一定時間。為了提高加（jiā）熱和冷卻效率，需采取（qǔ）一些技術（shù）措施。如：加熱料筒要求（qiú）有（yǒu）一（yī）定的厚度，這不僅是考慮強度，同

時也是為了增加熱慣性（xìng），保證物料能良好穩定地傳熱，有時還利用聚（jù）合物的低導熱特性，采用熱流道模具等（děng）。聚合物導熱係數（shù）隨溫度（dù）升高而

增加。結（jié）晶型塑料的導熱係數對溫度的依賴性要比非（fēi）結（jié）晶型的顯著。

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（lǜ）減少，但（dàn）是使製品的拉伸強（qiáng）度，斷裂伸長，剛度硬（yìng）度以及軟化溫度提高；使壓縮性，衝擊強度（dù），流（liú）

動性，耐蠕變性能降（jiàng）低。

在注塑過程中，聚合物經曆著冷卻（què）—加熱—冷（lěng）卻反複的熱過（guò）程（chéng）溫度，梯度和聚合物形態的變化都很大，所以密度也（yě）在不斷地（dì）發（fā）生變化，這對

注塑（sù）製（zhì）品質量（liàng）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（tóng）工藝條件下高分子結（jié）構所占有的空間，各（gè）種（zhǒng）狀態下的膨脹與（yǔ）壓縮，製品的尺寸收縮

等方麵是非常重要的參數。

7 膨脹係數與壓縮係數（shù）

比容在（zài）恒壓下由溫度而引（yǐn）起的（de）變化（huà），即（jí）為膨脹係數（shù）。聚合（hé）物（wù）從高溫到低溫（wēn）表現出比容逐（zhú）漸（jiàn）減（jiǎn）少的收縮特性。聚合物比（bǐ）容不僅取（qǔ）決於溫度而且

取（qǔ）決於壓（yā）力。聚合物比容在不同溫度下都（dōu）隨（suí）壓力而變化，壓（yā）力增高比容減小而密（mì）度加大。這種性質對於（yú）用壓力來（lái）控製製品的（de）質（zhì）量和（hé）尺寸精度

有（yǒu）重要意義。

二 、聚合物（wù）的熱物理性能

1、玻璃化溫度

聚合物的玻（bō）璃化溫度是指線型（xíng）非（fēi）結晶型聚合物由玻璃態向高彈態或者由後者向前者的較變溫度。就是大分子鏈段本身開始變形（xíng）的溫度當溫度

高於玻璃化溫度時，大（dà）分子鏈開始自由活動，但還不是整個（gè）分子鏈（liàn）段的運動。這時表現出高彈（dàn）性的橡膠性能；當低於玻璃化溫度（dù）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（dī）於室溫（wēn）。所以橡膠在常溫下處於高彈態。而其它塑料在常溫下是處（chù）於脆韌性的玻璃態。

高聚（jù）物的自由體積理論認為，高聚物分子結構所占有的整個體積分（fèn）成兩部分。一（yī）部分是分子鏈（liàn）所占有的空間，而另一部分（fèn）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（wēn）度升高時，分子鏈段動能增加，自由空間也（yě）增加：當溫度達到玻璃化時，急劇

產生內聚力，聚（jù）合（hé）物膨脹，鏈段開始（shǐ）旋轉，鏈段擁有的（de）能量足以使鏈段活動起來所以自由空間的體積突然增加（jiā）。

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

料，在升至玻璃化溫度以後，隨著（zhe）溫度的（de）升高物料自由體積（jī）會增加，其比容也會加（jiā）大，但由於螺槽容（róng）積的限製會使物料產生內壓，並（bìng）有加速

固體床的作（zuò）用。

當高聚物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（dù），導熱係數，膨脹係數，折光指數，介電常數等都跟著變化，因此利

用這些關（guān）係可以測定聚合物相變溫度和高聚物性質（zhì）。

對於理（lǐ）解塑料在料筒中加熱，塑（sù）料化過程中從加料段向壓縮段物態轉變，溫升，溫升速（sù）率，螺（luó）杆轉速，背壓等工藝因（yīn）素的（de）影（yǐng）響（xiǎng）將起重要作用。

這些對於控製製品（pǐn）脫模時（shí）的（de）物（wù）性狀態，頂出溫度和頂（dǐng）出時間（jiān）是（shì）重要的。

2 、熔化（huà）溫度（熔點）

熔化溫度是指結晶型聚合（hé）物從高（gāo）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）對於低分子材料來說，熔化過程是

非常窄的，有（yǒu）較明顯的熔點；而對於結晶型高聚物（wù）來說，從達到玻（bō）璃化溫度就（jiù）開始軟化，但從（cóng）高彈態轉變為粘流態的液相時卻沒（méi）有明顯的（de）熔

點，而是（shì）有一個向粘流態轉變（biàn）的溫度範圍。

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

一般有（yǒu）增塑劑的聚合物熔（róng）點要比無增（zēng）塑劑的要低，共聚（jù）物的熔點要比組成（chéng）共（gòng）聚物中較高均聚物的（de）熔點要低些。

注塑時，料筒的第三（sān）段溫度（靠近（jìn）嘴溫的溫（wēn）度）都要設定在熔（róng）點以上，然後以降（jiàng）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 、分解溫度及燃燒特性

熱分解溫度是指在氧氣存在條件下，高聚（jù）物受熱後開（kāi）始分解的溫度範圍。依聚合（hé）物化（huà）學結構式不同而有顯著的差異，此外還與物料的形態（tài）有

關。在注塑過程中，無論（lùn）是在預塑階段還是在注射階（jiē）段，隻要聚合物局部溫度達到分解溫度，高分（fèn）子物料（liào）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件下是放（fàng）熱反應，產生（shēng）的熱會繼續加熱聚合物（wù）。當聚合物達到燃點時就會燃燒，燃（rán）燒體係的溫度是否會上

升，產生（shēng）的燃燒熱是否和體係進行對（duì）流，都與熱分解溫度，比熱（rè）容以（yǐ）及導熱（rè）係（xì）數等物理（lǐ）性（xìng）能有密切關係。

注塑時，對聚合物分解溫（wēn）度的控製是十（shí）分重要（yào）的，否則分解出燃燒物質不僅會影響製品質量，還會腐蝕設備，危（wēi）害人體。

三、聚合物降解（jiě）及熱穩定性

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

水及光輻射等（děng）作用（yòng）下往往發生降解。降解過程實質量大分子鏈發生結構變化。如（rú）發生彈性消（xiāo）失，強度降低，粘度減少或增加等現象。

在注（zhù）塑中力，水，氧通過溫度對聚降解起重要影響（xiǎng），在高溫時氧（yǎng）和水更能使聚合物分解。剪切（qiē）力的作用會（huì）因高（gāo）溫時聚（jù）合物粘度的降低而減小。

熱降解是指某些聚（jù）合物在高溫下時間過長（zhǎng），發黃變色，降解，分解等現象。

聚（jù）合（hé）物是否容易（yì）發生降解（jiě），依其分子內部和分子（zǐ）外部結構有關；是否有分解的雜質有（yǒu）關；能引起高聚物降解的雜（zá）質，一般都是熱降解的崔化

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

所謂（wèi）熱穩定性是指聚合物在高溫下分子（zǐ）鏈抗化學分解能力及耐化學變化的溫度熱降解溫度稱為（wéi）穩定性溫（wēn）度（dù）略高於分解溫度。對於某些熱穩定

較差的聚合物，其溫度範圍隻有5~15度。

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

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

聚合物在剪切應力作用下纏結著的（de）大分子在（zài）外力作用（yòng）下，沿力的方向上發生流動，分子鏈之間發生解脫，當解脫發生障礙時（shí），分子鏈將受到（dào）

很大的牽引力，當（dāng）超（chāo）過鏈的強度就發生鏈斷（duàn）裂。

實驗證明：剪切（qiē）應力.剪切速率越高，分子量降解速度越快，斷裂的鏈越短；當提高加熱溫（wēn）度或增塑劑含量時（shí），力的降解作（zuò）用會（huì）減（jiǎn）小（xiǎo）。

注塑（sù）中某些塑料的（de）水解作（zuò）用是經常發生的（de），水解作用是由於在聚合物（wù）中存（cún）在有可以水解的化學基團。如：酰胺，酯，腈等，或在氧化作用下（xià）

形成可被水解的基團。如果這些基團在分子的主鏈上，水（shuǐ）解（jiě）作用會使主鏈斷（duàn）鏈而降（jiàng）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。

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