一（yī）， 一般物理性能

1總熱容量

總熱（rè）容量是指注塑物料在注塑工（gōng）藝溫度下的（de）總熱容量。

2 熔化熱（rè）

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

物時要比注（zhù）塑非結（jié）晶型料達到指定熔化（huà）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即可熔化。

3 比熱容

比熱容是單位重（chóng）量（liàng）的物料溫度上升1度時所（suǒ）需熱（rè）量[J/kg.k]。

不同高聚物的比（bǐ）熱容是不同的，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（jǐn）要消（xiāo）耗在溫度升上，還要消耗在使（shǐ）高分子結構

的變化上，結晶型必須補充熔（róng）化潛熱所需（xū）的熱淚盈眶量才能使（shǐ）物料熔化。

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

一般（bān）冷卻要比熔化快，因為大體上料筒與物（wù）料溫差小，熔料與模（mó）具溫差大。加熱時間取決於（yú）料筒內壁與料層之間的溫差和料（liào）層厚度。

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（de）速度，又稱導（dǎo）熱係數其值是（shì）由單位質量的物料溫度升高1度時（shí）所需的（de）熱量（比熱容）和材料吸收熱

量（liàng）的速度（導熱係數）來決定。

壓（yā）力對熱擴散係數影響小（xiǎo），溫度對其影響較大。

5導熱係數

導熱係（xì）數反映了材（cái）料傳播熱量的速度。導熱係數愈高，材料內熱傳遞愈快。由於聚合物導熱係數很低，所以無論在（zài）料筒中加熱還（hái）是其（qí）熔體在

模具中冷卻，均需花一定（dìng）時間。為了提高加熱和冷卻效率，需采取一些技術措施。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（shì）為了增加（jiā）熱慣性，保證物料能良（liáng）好穩（wěn）定地傳熱，有時還利（lì）用聚合物的低導熱特性（xìng），采用（yòng）熱流道模具等。聚合物導（dǎo）熱係數隨溫度升高而

增（zēng）加。結晶型塑料的導熱係數對溫度的（de）依賴性要比非結晶型（xíng）的顯（xiǎn）著。

6 密度與比容

密度增加會使製品中的氣（qì）體和溶劑滲透率減少，但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，耐蠕變性能降低。

在（zài）注塑過（guò）程中，聚合物經曆著冷卻—加熱—冷卻反複的熱過程溫度，梯（tī）度和聚合物形態的變化都（dōu）很大，所（suǒ）以密度也在不斷地發生變化，這對

注塑製品質量（liàng）起著（zhe）重（chóng）要的影響。

比容反映了（le）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（gè）種狀態（tài）下的膨脹與壓縮，製品的（de）尺寸（cùn）收縮

等方麵是非常重要的參數。

7 膨脹係數與壓縮係數

比容在恒壓下由溫度而引起的變化，即為膨脹係（xì）數。聚（jù）合物從高溫到低溫表（biǎo）現（xiàn）出比容逐漸減少的收縮特性。聚合物比容（róng）不（bú）僅取決於溫度而且

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

有重要意義。

二 聚合物的熱（rè）物理性能

1玻璃化溫度

聚合物的玻璃化溫度是指（zhǐ）線型非結晶型聚合物由玻璃態向高彈態或者由後者向前（qián）者的較變溫度。就是（shì）大分子鏈段本（běn）身開始變（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動，但（dàn）還（hái）不是整個分子鏈段的運動。這時表現出高彈性的橡膠性能；當低於玻璃化溫度時，鏈段被（bèi）

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

高聚（jù）物（wù）的自由體積（jī）理論認為，高聚物分子結（jié）構所占有的整個體積分成兩部分。一部分是分子鏈（liàn）所占有的空間，而（ér）另（lìng）一部（bù）分（fèn）是分子鏈之間的自

由空間。當溫度降低時分子鏈（liàn）動（dòng）能減少，自由空間減少，當溫度升高時，分子鏈（liàn）段動能增加，自由空間也增加：當溫度達到玻璃化時，急劇

產生（shēng）內聚力（lì），聚合物膨脹，鏈（liàn）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增加。

高聚物在玻璃化溫度以上的總自由體積等於玻璃化溫度下的（de）自由體積與熱膨（péng）脹係數乗\以溫升之和。在預塑化時，位於螺（luó）槽中的高分子固態物

料，在升至玻璃化溫度以後，隨著溫度（dù）的升高物料自由體積會增加，其比容也會（huì）加大，但由於螺槽容（róng）積的限製會使物料（liào）產生內壓，並有加速

固體床的（de）作用（yòng）。

當高聚物的物理形態發生變化時，許多物理（lǐ）性質如（rú）比熱容，比（bǐ）容，密度，導熱係數（shù），膨脹係數，折光指數，介電常數等都跟著變化，因此利

用這些關係可以測定聚合物相（xiàng）變（biàn）溫度和高聚物性質。

對（duì）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（luó）杆轉速，背（bèi）壓等工藝（yì）因素的影響將起重要作用。

這些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）

熔化溫度是指結晶型聚合物從高分（fèn）子鏈結構的三維有序態（tài）轉變為無序的（de）粘流態時的溫度。轉變點（熔點（diǎn））對於低分子（zǐ）材料來（lái）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，從達到玻璃化溫度就開始軟化，但從高彈態轉（zhuǎn）變（biàn）為粘（zhān）流態的液相時（shí）卻沒（méi）有明（míng）顯（xiǎn）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（bō）璃化溫（wēn）度，熔化溫度或（huò）溫度（dù）範圍都是（shì）變相點。有（yǒu）較明顯的變化範圍，從分子結（jié）構觀點看，都是大（dà）鏈段運動的結（jié）果。

一般有增塑（sù）劑的聚合物熔點要比無增（zēng）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（dī）些（xiē）。

注塑時，料（liào）筒的第三段溫（wēn）度（靠（kào）近嘴溫的溫（wēn）度）都要設定在熔（róng）點以上，然後以降低15~20度的溫度梯度（dù）依（yī）次設定第二段和第一段的料筒溫度

為宜。

3 分（fèn）解（jiě）溫度及（jí）燃燒特性

熱（rè）分解溫度是指在氧氣（qì）存在條件下，高（gāo）聚物受熱後開始分（fèn）解（jiě）的溫度範圍。依聚合物化學結（jié）構式不同而（ér）有顯著的差異，此外還與物料的形態有

關。在（zài）注塑過程（chéng）中，無論（lùn）是在預（yù）塑階段還是在注射階段，隻要聚合物局部溫（wēn）度達到分解溫度（dù），高分子物料就會訊速生（shēng）成低分子量的可燃性物

質。聚（jù）合物的熱分解在（zài）氧（yǎng）氣充足（zú）條件（jiàn）下是放熱反應，產生的熱會繼續加（jiā）熱聚合物。當聚合物（wù）達到燃點時就會燃燒，燃燒體係的溫度是否會上

升，產生的燃燒熱是否（fǒu）和體係（xì）進行對流（liú），都與熱分（fèn）解溫度，比熱容以及導（dǎo）熱係數等物理性能有密切關係。

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

三聚合物降解及熱穩定性

所謂（wèi）降解，是指遞解（jiě）分解作（zuò）用，在高分子化學中，通常是指在化學或物理作（zuò）用下，聚合物分子的聚合度降低（dī）過程，聚合（hé）物在熱（rè），力，氧氣（qì），

水及光（guāng）輻射等作用下往往發生降（jiàng）解。降解過程實質量大分子鏈發生（shēng）結構變化。如發生彈性（xìng）消失，強度降低，粘度減少（shǎo）或增加等（děng）現象。

在注塑中力，水，氧通過溫度對聚降解起重（chóng）要影響，在（zài）高溫時氧和水更能使聚合物分解。剪（jiǎn）切力的作用會因高溫時聚合物粘度的降低而（ér）減小。

熱降解是指某些聚合物（wù）在（zài）高（gāo）溫下時間（jiān）過長（zhǎng），發黃變色，降解，分解等現象。

聚合物是（shì）否容易（yì）發（fā）生降解，依其分子內（nèi）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（wù）降解的（de）雜質，一般都是（shì）熱降解的崔化

劑，如：PVC 分解的產物是氯化氫，POM分解產（chǎn）物是甲醛，它（tā）們有著加劇高聚物降解的（de）作用。

所謂熱穩定性是（shì）指聚合物在高溫下分子鏈抗化學（xué）分解能力及耐化學變（biàn）化（huà）的溫度（dù）熱降解（jiě）溫（wēn）度（dù）稱為穩定性溫度略高於分解溫（wēn）度。對於某些熱穩（wěn）定

較差的聚合物（wù），其溫度範圍（wéi）隻有（yǒu）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數有關。不同的聚合物在（zài）反（fǎn）複加工後熱降解（jiě）和融熔指

數有（yǒu）著較大的差（chà）異。在正（zhèng）常溫度下PS, PC, PP,經數次加工後融熔指數升高的傾向（xiàng）。而PE，抗衝擊PS醋酸纖維素等有下降的現象。

聚合物在剪（jiǎn）切應力（lì）作用下纏結著的大分（fèn）子在外力作用下，沿力的方向上發生流動，分子鏈之間發生解脫，當解脫發生障礙（ài）時，分子鏈將受到

很大的牽引力，當超過鏈的強度就發生鏈斷（duàn）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；當提高加熱溫度或增塑劑含量時，力的降解作用會（huì）減（jiǎn）小。

注塑中某些塑料的水解作用是經常發生的，水（shuǐ）解作（zuò）用是由（yóu）於在聚合物中存在有可以水解的化學基團。如（rú）：酰胺，酯，腈等，或在氧化作（zuò）用下

形成可被水解的基團。如（rú）果這些基團在分子的（de）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（yīn）此對這些塑料的吸（xī）濕

性應加以注意。

有的塑料具有吸濕（shī）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，在注塑中都需要（yào）幹燥處理，防此水解。