一， 一般物理性能

1總（zǒng）熱容量

總熱容量是指注塑物料在注塑工藝溫度下的總熱容量。

2 熔化熱

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

物時要比注塑非（fēi）結晶型料（liào）達到（dào）指（zhǐ）定熔化溫度下所需的能量要（yào）多。

對於（yú）非結晶型聚（jù）合物無需熔化潛熱。使POM達到（dào）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（rè）容是單（dān）位重量的物料溫度上升1度時所需（xū）熱量[J/kg.k]。

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

的變化（huà）上，結晶（jīng）型必須補（bǔ）充熔化潛熱（rè）所需的熱淚盈眶量才能使物（wù）料熔化。

注塑過（guò）程中，塑料加熱或冷卻特（tè）性（xìng）是由聚合物的熱含量與溫差所決定的。熱傳遞速率正比於被加熱（rè）材（cái）料和熱源之間（jiān）的溫差（chà）。

一般冷卻要比熔（róng）化快，因為大體（tǐ）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（yǔ）料層之間的溫差（chà）和料層厚度（dù）。

4熱擴散係數

熱擴散係數是指溫度在加熱物料中（zhōng）傳遞的速度（dù），又稱導熱係數其值是由單位質量的（de）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（jué）定。

壓力對熱（rè）擴散係數影響小，溫度對其影響較大。

5導熱係數

導熱（rè）係數反映了材料傳播熱量的速度。導熱係數愈高，材料內熱傳遞（dì）愈快。由於聚合（hé）物導熱係數很低，所以無（wú）論在料筒中加熱還是其熔體在

模具中冷（lěng）卻（què），均需花一定時間。為了提高加熱和冷卻效率，需采取一些技術（shù）措（cuò）施。如：加熱料筒要求有一定的厚度，這（zhè）不僅是考慮強度，同

時也是為了增加熱慣（guàn）性，保證物料（liào）能（néng）良（liáng）好穩定地傳熱（rè），有時（shí）還利用聚合物的低導熱特性，采（cǎi）用熱流道模具等。聚合物（wù）導熱係數隨溫度（dù）升高而

增加。結晶型塑料（liào）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

密度增加會使（shǐ）製品中的氣體和溶劑滲透率減少，但是使製品的拉伸強度，斷裂伸長，剛度硬（yìng）度以及軟化溫度提（tí）高；使壓縮性，衝擊（jī）強度，流

動性，耐蠕（rú）變性能降低。

在注塑過程中，聚合物經曆著冷卻—加熱—冷卻反複的（de）熱過程溫度，梯（tī）度和聚合物形態（tài）的變化都很大，所以密度也在不（bú）斷地發（fā）生變化，這（zhè）對

注（zhù）塑製品質量起著重要的影響（xiǎng）。

比容反（fǎn）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分子結構所占有的空間，各種狀態（tài）下的膨脹與壓（yā）縮，製（zhì）品的尺寸收縮

等方麵是非常重要（yào）的參數。

7 膨（péng）脹係數與壓縮係數

比容在恒壓下由溫度而引起的（de）變化，即為膨脹係數（shù）。聚合（hé）物從高溫到低溫表現出比容逐漸（jiàn）減少（shǎo）的收縮特性。聚合物比容不僅取決於溫度而且

取決於壓力。聚合物比容在不同溫度下都隨壓力而變化，壓（yā）力增高比（bǐ）容（róng）減小而密度加大。這種性質對於用壓力來控製製品的質量和尺寸精度

有（yǒu）重（chóng）要意義（yì）。

二 聚合物（wù）的熱物理性能

1玻璃化溫度

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

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

凍結變成堅硬的固態或（huò）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高彈態。而其它塑料在常（cháng）溫下是處於脆韌性的玻璃態。

高（gāo）聚物的自由（yóu）體積（jī）理論認為，高聚物分子結構（gòu）所占有的整個體積分成兩部分。一部分是分（fèn）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，自由空間減少，當溫度升高時，分子鏈段動能增加，自由空間也增加：當溫（wēn）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鏈段活動起來所以自由空間的體積突然（rán）增加。

高聚物在玻（bō）璃化溫（wēn）度以上的總自由體積等於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，位於螺槽中（zhōng）的高分子（zǐ）固態物

料，在升至玻璃化溫度以後，隨著溫度的升高物料自由體積會增加，其比容也會加（jiā）大，但由於螺槽（cáo）容積的限（xiàn）製會使物料產生內壓，並有加速

固體（tǐ）床的作用。

當高聚物的物理（lǐ）形態發生變化時，許多物理性質如比熱容，比容（róng），密度，導熱係數，膨脹係數（shù），折光指數，介電常數等都（dōu）跟著變化，因此利

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中加熱，塑料化過（guò）程中從加料段向壓縮段物態轉變，溫升，溫升速率，螺杆轉速，背壓等工藝因（yīn）素的影響將起重要作用。

這些對於（yú）控製製品脫模時的物性狀態，頂出溫度和頂出時間是重要（yào）的。

2 熔化溫（wēn）度（熔點）

熔化（huà）溫度是指結晶型（xíng）聚（jù）合物從高分（fèn）子鏈結構的三維有序態轉變為無序（xù）的粘流態（tài）時的溫度。轉（zhuǎn）變點（熔點（diǎn））對於低（dī）分子材料來說，熔化過程是

非常（cháng）窄的，有較明顯的熔點；而對於（yú）結晶型高聚物來說，從達到玻璃化溫度就開始軟化，但從高彈態（tài）轉（zhuǎn）變為粘流態的（de）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。

對高聚物來說，玻璃化溫度（dù），熔化溫度或溫度範圍都（dōu）是變（biàn）相點。有（yǒu）較明顯的變化範圍，從分子結構（gòu）觀（guān）點看，都是大（dà）鏈段運動（dòng）的結果。

一般有增塑劑的聚合物熔點要比無增塑劑的要低（dī），共聚物（wù）的（de）熔點（diǎn）要比組（zǔ）成共聚物中（zhōng）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（wēn）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（hé）第一段的料筒溫度

為宜。

3 分解溫度及（jí）燃（rán）燒特性

熱分解溫度是指在氧氣（qì）存在（zài）條件（jiàn）下，高聚物受熱後開始分解的溫度範圍。依聚合物化（huà）學結（jié）構式不同而有（yǒu）顯著的差異，此外還與（yǔ）物料的形（xíng）態有（yǒu）

關。在注塑過程中，無論是在預塑階（jiē）段還是在（zài）注射階段，隻要聚合（hé）物（wù）局部溫度達到分（fèn）解溫度，高分子物料就（jiù）會訊速生成低分子量的（de）可燃性物

質。聚合物的（de）熱分解在（zài）氧（yǎng）氣充足條件下是放熱反應，產生的熱（rè）會繼續加熱聚合（hé）物。當（dāng）聚合物達（dá）到燃點時（shí）就會燃燒，燃燒體係的溫度是否會上

升，產生的燃燒熱是否和體係（xì）進行對流，都與熱（rè）分解溫度，比熱容以（yǐ）及導熱係數等物理性能（néng）有密切關（guān）係。

注塑時，對（duì）聚合物分解溫度的控製是十分重要的，否則分解出燃燒物質（zhì）不（bú）僅會影響製品質量，還會腐蝕設備，危害人體。

三聚合物降解及熱穩定性

所（suǒ）謂降解，是指（zhǐ）遞解（jiě）分解作用（yòng），在高（gāo）分子化學中，通常是指在化（huà）學或物理作用下，聚合物分子的聚合度降低過程，聚合物在熱，力，氧氣，

水及光（guāng）輻（fú）射等作用（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。如發生彈性消失，強度降低，粘度減少或（huò）增加等現象。

在（zài）注塑（sù）中力，水，氧通（tōng）過溫（wēn）度（dù）對聚（jù）降解起重要影響（xiǎng），在高溫時氧和水更能使（shǐ）聚（jù）合物分解。剪（jiǎn）切力的作用會因高溫時聚合物粘度的降低而減小。

熱降解是指某些聚合（hé）物在高溫下時間過長，發黃變色（sè），降解，分解等現象（xiàng）。

聚合物是否容易發生降解，依其分子內（nèi）部和分子外部結構有關；是（shì）否有分解的（de）雜質有關（guān）；能引起高（gāo）聚物降解的雜質，一般都（dōu）是熱降解的崔化

劑，如：PVC 分解的產物是氯化氫（qīng），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降解溫度稱為穩定性溫度略高於分解溫度。對於某些熱穩定

較差的聚合物，其溫度範圍（wéi）隻（zhī）有5~15度（dù）。

溫度（dù）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數有關。不同的聚合物在反複加工後熱降解和融熔指（zhǐ）

數有著較大的差異。在正常（cháng）溫度下PS, PC, PP,經（jīng）數次加工後融熔（róng）指數升（shēng）高的傾向。而PE，抗衝擊PS醋酸纖維素等有下（xià）降的現象（xiàng）。

聚合物在（zài）剪切應力作用下（xià）纏結著的大分子在外力作用下，沿力的（de）方向上（shàng）發生流動，分子鏈之間發生（shēng）解脫，當解脫（tuō）發生（shēng）障礙時，分子鏈將受到

很大的牽（qiān）引力，當超過鏈的強度就發生鏈斷裂。

實驗（yàn）證（zhèng）明：剪切應力（lì）.剪切速率越高（gāo），分子量降（jiàng）解速度越快，斷裂的鏈（liàn）越短；當提（tí）高（gāo）加熱溫（wēn）度或增（zēng）塑劑（jì）含量時，力的降解作用會（huì）減小。

注（zhù）塑中（zhōng）某些塑料的水解作用是經常發生的，水解作用是由於在（zài）聚合物中存在有可以水解的化學基團。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（shàng），水解作用會使主（zhǔ）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。

有的塑料具有吸濕或凝（níng）集水分傾向，因（yīn）為它（tā）們含有極性親水基（jī）團，如ABS, PMMA, PA, PC, PPO等，在注塑中都需要（yào）幹燥處理，防此水解。

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