一、一般（bān）物（wù）理性能

1總熱容量

總熱容（róng）量是指注塑物料在注塑工藝溫度下的總熱容（róng）量。

2 熔化熱（rè）

熔化熱又稱熔化潛熱，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（gāo）分子結（jié）晶結構（gòu）的，所以注塑結晶型聚合

物時要比注塑非結晶型料達到（dào）指定熔化溫度下所需的能量要多。

對於非結晶型聚合物（wù）無（wú）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（jí）可熔化。

3 比熱容

比熱容是單位重量的（de）物料溫度上（shàng）升1度（dù）時所需熱量（liàng）[J/kg.k]。

不同高聚物的（de）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，補充的熱能不僅要消耗在溫度升上，還要消耗在使高分子結構

的變化（huà）上，結晶型必（bì）須補充熔化潛熱所需的熱淚盈眶量才能使物料熔化。

注塑（sù）過程中（zhōng），塑料加（jiā）熱或冷卻特性（xìng）是由聚合物的熱含量（liàng）與溫差所（suǒ）決定的。熱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（bǐ）熔化快，因為大（dà）體上料筒與物料溫差小，熔料與模（mó）具溫差大。加熱時間取決於料筒內壁與（yǔ）料層之間的溫差和料層厚度。

4熱擴散係數

熱擴散係數（shù）是指溫度在加（jiā）熱物料中傳遞的（de）速度，又稱導（dǎo）熱係（xì）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）來決定。

壓（yā）力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（rè）量的速（sù）度。導（dǎo）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）料筒中加熱還是其熔體在

模（mó）具中冷卻，均需花（huā）一（yī）定時間。為了提高加熱和冷卻效率，需采取一些技術措施。如：加（jiā）熱料筒（tǒng）要求有一定的厚度，這不僅是考慮強度（dù），同

時也是為了增加熱慣性，保證物料能良好穩定（dìng）地傳熱，有時還利（lì）用聚合物的低導熱特性，采用熱（rè）流道模具等。聚合物導熱係數隨溫度升高而

增加。結晶型塑料的導熱係數對溫度的（de）依賴性要比非（fēi）結晶型的（de）顯（xiǎn）著。

6 密度與比容

密度增加會使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（dù）提高；使（shǐ）壓（yā）縮性，衝擊強度，流（liú）

動（dòng）性，耐蠕變性能降低。

在注塑過程中，聚合物經曆著冷卻—加熱—冷卻反複的熱過程溫度，梯度和聚合物形態的變化都很大，所以密（mì）度也在不斷地發生變化，這對

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（yī）個（gè）衡量在不同工藝條件下高分子（zǐ）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（shì）非常重要的參（cān）數。

7 膨脹係（xì）數（shù）與壓縮係數

比容在恒壓下由溫度而引起的變化，即為膨脹（zhàng）係（xì）數。聚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）溫度而且

取決於（yú）壓力。聚合物（wù）比容在不（bú）同溫度下都隨壓力而變化，壓力增高比容減小而密度加大。這種性質對於用壓（yā）力來控（kòng）製（zhì）製品的質量和尺寸精度

有重要（yào）意義。

二 、聚合物的熱物理性能（néng）

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態或者由後（hòu）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（dāng）溫度

高於玻璃化（huà）溫度時，大分子鏈開始自由活動，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；當低於玻璃化溫度時，鏈（liàn）段被

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

高（gāo）聚物（wù）的自由體積理論認為（wéi），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（liàn）段動能增加，自由空間也增加：當溫度達到玻璃化（huà）時，急劇

產生內聚力，聚（jù）合物膨脹，鏈（liàn）段（duàn）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（shàng）的（de）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（sù）化時，位於螺槽中的高分子固態物

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

固體（tǐ）床的作（zuò）用。

當高（gāo）聚物的物（wù）理形態（tài）發生變化時，許多物理性質如比熱容，比容（róng），密度，導熱係（xì）數，膨脹係數，折光指數（shù），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（jiā）料段向壓縮段（duàn）物態轉變，溫升，溫升速率，螺杆（gǎn）轉速，背壓等工藝因素的影響將起（qǐ）重要（yào）作用。

這些對於控製製品脫模時的物（wù）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（jié）構的三維有序態轉變為無序的粘流（liú）態時的（de）溫度。轉變點（熔點）對於低分子材料來說（shuō），熔化過程是（shì）

非常窄的（de），有較明（míng）顯的熔點；而對（duì）於結晶（jīng）型高聚物來說，從達到玻璃化溫度就開始軟化，但從高彈態轉變為粘（zhān）流（liú）態的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（wù）來（lái）說，玻璃化溫度，熔（róng）化溫度（dù）或溫度範圍（wéi）都是變相點。有較明顯（xiǎn）的（de）變（biàn）化（huà）範圍，從（cóng）分子結構（gòu）觀點看，都是大（dà）鏈段運動的結果。

一般有增塑劑的聚合物熔點要比無增塑劑的要低，共聚物的熔（róng）點（diǎn）要比組成共聚物中較高均聚物的熔點要低些。

注塑時，料筒的第三段溫度（靠近嘴溫的溫度）都要設（shè）定在熔點以上（shàng），然後以降低15~20度的溫度梯度依次設定第（dì）二段和（hé）第一段的料筒溫度

為宜。

3 、分（fèn）解（jiě）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）物受熱後開始分解的溫度（dù）範圍。依聚合物化學結構式不同而（ér）有顯著的（de）差異，此外還（hái）與物料的形態有

關。在注塑過程中（zhōng），無論是在預塑階段還是在（zài）注（zhù）射階（jiē）段，隻（zhī）要聚合物局部溫度（dù）達到分解溫度，高（gāo）分子物料（liào）就（jiù）會訊速（sù）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熱（rè）反應，產生（shēng）的熱會繼續加熱聚合物。當聚合物達到燃點時就會燃燒，燃燒體係的（de）溫度是否會上

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

注塑時，對聚合物分解溫（wēn）度的控製（zhì）是十分重要（yào）的，否則分（fèn）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、聚合物降解及（jí）熱穩（wěn）定性

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

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

在注塑中力，水，氧（yǎng）通過溫度對聚降解起重要影（yǐng）響，在高溫時氧（yǎng）和水更能使聚合物分解（jiě）。剪切力的作（zuò）用會因高溫時聚（jù）合物粘（zhān）度的降（jiàng）低而減小。

熱降解是指某些聚合物在高溫下時（shí）間過長，發黃變色，降解，分（fèn）解等現（xiàn）象。

聚合物是否容易發生降解，依其分子內部和分子外（wài）部（bù）結構有關；是否有（yǒu）分（fèn）解的雜質有關；能引（yǐn）起高聚物（wù）降解的雜質，一般都是熱（rè）降解的崔化

劑，如：PVC 分（fèn）解的產物是氯化氫，POM分解產物是（shì）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在高溫（wēn）下分子（zǐ）鏈抗化（huà）學分解能力及耐化學變化的溫度熱降（jiàng）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，其溫度範圍隻有5~15度。

溫度的高低和變化範（fàn）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（hé）物在反（fǎn）複加工（gōng）後熱降解和融熔指

數有著較大的差異。在正常溫度下PS, PC, PP,經數次加工（gōng）後融熔（róng）指數升高的傾向。而PE，抗衝擊PS醋酸纖維素等有下降的現（xiàn）象。

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

很大的牽引力，當超（chāo）過鏈的強度就發（fā）生（shēng）鏈斷裂。

實驗證明：剪切應力.剪切速率越（yuè）高（gāo），分子量降解速度越快，斷裂的鏈（liàn）越短（duǎn）；當提高加熱溫度或增（zēng）塑劑含量時，力（lì）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（shuǐ）解作用是由於在聚合物中存在有可以水解的化學（xué）基團。如：酰胺，酯，腈等（děng），或在氧化作用下

形成可被水（shuǐ）解的基（jī）團。如果這些基（jī）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，因為它們（men）含有極性親水基團，如ABS, PMMA, PA, PC, PPO等（děng），在注塑中都需要幹燥處理，防（fáng）此水解。

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