一， 一般物理性能

1總熱容量

總熱容量是指（zhǐ）注塑物料在注塑工藝溫（wēn）度下的總熱容量。

2 熔化熱

熔化熱又稱熔化潛熱，是（shì）結晶型聚合（hé）物在形成或熔化晶體時所需要的能（néng）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型料達到指定熔化溫度下所（suǒ）需的能量要多（duō）。

對於非（fēi）結晶型聚合物無需熔（róng）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料溫度上升1度時所需熱量[J/kg.k]。

不同高聚物（wù）的比熱容（róng）是不同的，結晶型比非對麵型要高。因為加熱聚合物時，補充的熱能不僅要消耗在溫（wēn）度升上，還要消耗在（zài）使高分子結構

的變化上，結晶型（xíng）必須補充熔化潛熱所需的熱（rè）淚盈眶量才能使物料（liào）熔化。

注塑過程中，塑料加熱（rè）或冷卻特性是由聚合物的熱含量與溫差所決定的。熱（rè）傳遞速（sù）率正比於（yú）被加熱材料（liào）和熱源之間（jiān）的溫差。

一般冷卻要比熔化快，因為大體上料筒與物料溫差小，熔料與模具（jù）溫差大。加熱時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（kuò）散係數是指溫（wēn）度（dù）在加熱物料中傳遞的速度，又稱導熱係（xì）數其值是由（yóu）單位質量（liàng）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。

壓力對熱擴散係數影響小，溫度對其影響較大。

5導熱係（xì）數

導（dǎo）熱係數反映（yìng）了材料傳播熱量（liàng）的速度。導熱（rè）係數愈高，材料內熱（rè）傳遞愈（yù）快。由於聚合物導（dǎo）熱係數很低，所以無論在料筒中加熱還是其熔體在

模具中冷卻，均需花一定時間。為了提高加熱和冷（lěng）卻效（xiào）率，需采取一些技術措施。如：加（jiā）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，保證物料能良好穩定地傳熱，有時還利用聚合物的（de）低導熱（rè）特性，采用熱流道模具等。聚合物導熱係數（shù）隨溫度升高而

增加。結晶型塑料的（de）導熱係數對溫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（jiā）會使製品中的氣（qì）體和溶劑滲透率減少，但是使製品的拉伸強度，斷（duàn）裂伸長，剛度硬（yìng）度以及軟化溫（wēn）度提高；使壓縮性，衝擊（jī）強度，流

動性，耐蠕變性能降低。

在注塑過程中（zhōng），聚合（hé）物經曆著冷（lěng）卻—加熱—冷卻反複的熱過程溫度（dù），梯度和聚合物形態的變化都很大，所（suǒ）以密（mì）度也在不斷地（dì）發生（shēng）變化，這對

注塑製（zhì）品質量起著重要的影響。

比容反映了（le）單（dān）位物質所占（zhàn）有的體積。這是一個衡量在不同工藝條件下高分子結構所占有的空間，各種狀態下的膨脹與壓縮，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）

比容在恒壓下由（yóu）溫度而引起的變化，即為膨（péng）脹係數。聚合物（wù）從高溫到低溫表現出比容逐漸減少的收縮（suō）特性。聚（jù）合物比容不僅取（qǔ）決於溫度而且

取決於壓（yā）力。聚合物比容在不同溫度（dù）下都隨壓力而變化，壓力增（zēng）高比容減（jiǎn）小而（ér）密度加大。這種性質對於用壓力來控製製品（pǐn）的（de）質量和尺寸精度

有重要意義。

二 聚合物（wù）的熱物理性能

1玻璃化溫度

聚合（hé）物的玻璃化溫度是（shì）指線型（xíng）非結（jié）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（zǐ）鏈段本身（shēn）開始變形的溫度當溫度（dù）

高於玻璃化溫度時（shí），大分子鏈開始自由活動，但還不是整個分子鏈段（duàn）的運動。這時（shí）表（biǎo）現出高彈性的橡膠性能（néng）；當低於玻璃化溫度時，鏈段被

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

高（gāo）聚物的自由體積理論認為，高聚物（wù）分（fèn）子結構所占有的整個體積（jī）分成兩部分（fèn）。一部分是分子鏈所占（zhàn）有的空間，而另一部分是（shì）分子鏈之間（jiān）的自

由空間。當溫度降低時分（fèn）子鏈動能減少，自由空間減少，當溫度升（shēng）高時（shí），分（fèn）子（zǐ）鏈段（duàn）動能增加，自由空間也（yě）增加：當（dāng）溫度達到玻璃化時，急劇

產生內聚力，聚合物膨脹，鏈段開始旋轉，鏈段擁有的能量足以使（shǐ）鏈段活動起來所以自由（yóu）空間的體積（jī）突然增加。

高聚物在玻（bō）璃化溫度（dù）以上的總自由體積等於（yú）玻璃化溫度下的自由體積與熱膨脹係數乗\以溫升之和。在預塑化時，位於（yú）螺槽中的高分子固（gù）態物

料，在升至玻璃化溫度（dù）以後（hòu），隨著溫度的升高物料自由體積會（huì）增加，其比容（róng）也會加大，但由於螺槽容積的限製會使物（wù）料產生內壓，並有（yǒu）加速（sù）

固體床（chuáng）的作用。

當高聚物的物理形（xíng）態發生變化時（shí），許多物理性（xìng）質如比熱容，比容，密度，導熱係數，膨脹係數，折光指數，介電常（cháng）數等都跟著變化，因此利

用（yòng）這（zhè）些關（guān）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中加熱，塑料化過程中從加料段向壓縮段物態轉變，溫升，溫升速率，螺杆轉速，背（bèi）壓等工藝（yì）因素的影響將起重（chóng）要作用。

這些對於（yú）控（kòng）製製品脫模時的物性狀態，頂出溫度和（hé）頂出時間是重要的。

2 熔（róng）化溫度（dù）（熔點）

熔化溫（wēn）度是指（zhǐ）結晶型聚合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（wēn）度。轉變點（熔點）對於低分子材料來說，熔化過程是

非常窄的，有較明顯的熔點；而對於結晶型高聚物來說，從達到玻（bō）璃化溫（wēn）度就（jiù）開始軟化，但（dàn）從高彈態轉變為粘流態（tài）的液相時卻沒有明顯的熔

點，而是有一個向粘流態轉變（biàn）的（de）溫度範圍。

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

一（yī）般有（yǒu）增塑劑的聚合物熔點要比（bǐ）無（wú）增（zēng）塑劑的要低（dī），共聚物的熔點要比組成共聚物中較高均聚物的（de）熔點要低些。

注塑時，料筒的第三段溫度（靠近嘴溫的溫（wēn）度）都要設定在熔點以上，然後以降低15~20度的溫度梯度（dù）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（fèn）解溫度是指在氧氣存在條（tiáo）件下，高聚物受熱後開（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，此外還與物料的形態有

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

質。聚合物的熱分解在氧氣充（chōng）足條件下是（shì）放熱（rè）反應，產（chǎn）生的熱會繼續加熱（rè）聚合物。當聚合物達（dá）到燃點時就會燃燒，燃燒（shāo）體係的（de）溫度是否會（huì）上

升，產生的燃燒熱是否和體係進行對流（liú），都與（yǔ）熱（rè）分解溫度，比熱容以及導熱係數等物理性能有密切關係（xì）。

注塑時，對聚合物（wù）分解溫度的控製是十（shí）分重要的，否則分解出燃燒物質不僅會影響製品質（zhì）量，還會腐蝕設備，危害人體。

三聚（jù）合物降解及熱（rè）穩定性

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

水及光輻射等作（zuò）用下往往發生降解。降解過程（chéng）實質量（liàng）大分子鏈發生結構變化。如發生彈（dàn）性消失（shī），強度降低，粘度減少或增加等現象。

在注塑中力（lì），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（jiǎn）切力（lì）的作用會因高（gāo）溫時聚合物粘度（dù）的降低而減小。

熱降解是指某些聚合物在高溫下時間過長，發黃變色，降解，分解等現象。

聚合物是否（fǒu）容易發生降解，依其分（fèn）子內部和分（fèn）子外部結構有關；是否有分解的雜質有關；能引起高聚物（wù）降解的雜質，一般都是（shì）熱（rè）降解的崔化

劑，如：PVC 分解的產物是氯化氫，POM分解產物是甲（jiǎ）醛，它們有著加劇（jù）高聚物降解的作用（yòng）。

所（suǒ）謂熱穩定性是指（zhǐ）聚合物在（zài）高溫下分（fèn）子（zǐ）鏈抗化學分解（jiě）能力及耐化學變化的溫度熱降解溫度稱為穩定性溫度略高（gāo）於分解溫度。對於（yú）某些熱穩定

較差（chà）的聚合物，其溫度範（fàn）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外，還有在溫度場中所經曆的反複加工次（cì）數有關。不同的聚合物在反複加（jiā）工後熱降（jiàng）解和融熔指

數有（yǒu）著較大的差異。在正常溫（wēn）度下PS, PC, PP,經數（shù）次加工後融熔（róng）指數升高的傾向。而PE，抗衝擊PS醋酸纖維（wéi）素等有下降的現象。

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

很大（dà）的牽引力，當超過鏈（liàn）的（de）強度就發（fā）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，斷裂的鏈越短（duǎn）；當提（tí）高加熱溫度或增塑劑含量（liàng）時，力的降解作用會減小。

注塑中某些塑料的水解作用是經常發生的，水解作用是由於在（zài）聚合（hé）物中存在（zài）有可以水解的（de）化學基團。如：酰胺，酯，腈（jīng）等，或在氧（yǎng）化作用下（xià）

形（xíng）成可被水解的基團。如（rú）果（guǒ）這些（xiē）基團在分子的主鏈上，水解作用會使主鏈斷鏈而降解。由於某些聚合物有水解作用，因此對這（zhè）些塑料的吸濕

性應（yīng）加以注（zhù）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（rú）ABS, PMMA, PA, PC, PPO等，在注塑中都需要幹燥處理（lǐ），防此水解。

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