一（yī）， 一般物（wù）理性能

1總熱容量

總熱容量是（shì）指注（zhù）塑物（wù）料在注塑工藝溫度下的總熱容量。

2 熔化熱

熔化熱又稱熔化（huà）潛熱，是結晶型（xíng）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）分子結晶結構的，所以注塑結晶型聚合

物時要比注塑非結晶型（xíng）料達到指定熔（róng）化溫度（dù）下（xià）所需的能量要多。

對於非結晶型聚合物無需熔化潛熱。使（shǐ）POM達到注塑溫度需（xū）熱約452/g(100.8cal/g),PS隻需要375J/g即可熔化。

3 比（bǐ）熱容

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

不同（tóng）高聚物的比熱容是不同的，結（jié）晶型比非對麵型要（yào）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（xiāo）耗在使高分子結構

的變化上，結（jié）晶型必須補充熔化潛熱所需的熱淚盈眶量才能使物料熔化。

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

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（yǔ）模具溫差大。加熱時間（jiān）取決於料筒內壁與料層之（zhī）間（jiān）的溫差和料層厚度。

4熱擴散係數

熱擴散係（xì）數是指溫度在加熱物料中傳遞（dì）的速（sù）度，又稱導熱係數其值是由單位質量的物料溫度升（shēng）高1度時所需的（de）熱量（比熱容）和（hé）材料（liào）吸收熱

量的速度（導熱係數）來決定（dìng）。

壓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（liào）傳播熱量的速度。導（dǎo）熱係數（shù）愈高，材料內熱傳遞（dì）愈（yù）快。由於聚合物導熱係數很低，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（wéi）了提高加（jiā）熱和冷卻效率，需采（cǎi）取一些技術措施（shī）。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性，保證（zhèng）物料能良好穩定地傳熱，有時還利用聚合物的低導熱特性，采（cǎi）用熱流道模具等。聚（jù）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（duì）溫度的（de）依賴性要比非結晶型的顯著。

6 密度（dù）與比容

密度增加會使製品中的氣體和溶劑滲透率減少，但（dàn）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（zhù）塑過（guò）程中，聚合物經曆著冷卻—加熱（rè）—冷卻反複的熱過程（chéng）溫度，梯度和聚合物形（xíng）態的變化都很大，所以密度也在不斷地發生變化，這對

注塑製品質量起著重要（yào）的影響。

比容（róng）反映了單位物（wù）質所占有（yǒu）的體（tǐ）積。這是（shì）一個衡量在不同工藝條件下高分子結構（gòu）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（miàn）是非常重要的參數。

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（zhàng）係數（shù）。聚合物（wù）從高溫到低溫表現（xiàn）出比容逐漸減少的收縮（suō）特性。聚合（hé）物比容不僅取決於溫度（dù）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（huà），壓力增（zēng）高比（bǐ）容減小而密（mì）度加大。這種性質對於（yú）用壓力來控製製品的質量和尺寸精度

有重要意義。

二 聚合物的熱物理性能

1玻璃（lí）化溫度

聚合物的玻璃化溫度是指線型非結晶型聚合物（wù）由玻璃態向（xiàng）高彈態或者由（yóu）後者向（xiàng）前者的較變溫度。就是大分子鏈段本身開始變形的溫度當溫度

高於玻璃化溫度時，大分子（zǐ）鏈開始自由活動，但還不是整個分子鏈段的運（yùn）動（dòng）。這時表現出高彈（dàn）性的橡膠性能；當低於玻璃化溫度時，鏈（liàn）段（duàn）被

凍結變成堅硬（yìng）的固態或玻（bō）璃態。橡膠的玻璃化溫度（dù）低於室溫（wēn）。所以橡膠在常溫下處於高彈態。而其它塑料在常（cháng）溫下是（shì）處於脆韌性的玻璃態。

高聚物的自由（yóu）體積理論認為，高（gāo）聚物（wù）分子結構所占（zhàn）有的整個體積分成兩部分。一部分是分子鏈所（suǒ）占（zhàn）有的空間，而另（lìng）一部分是分子（zǐ）鏈之間的（de）自

由空間（jiān）。當溫度降低時分子鏈動能減少，自由空間（jiān）減（jiǎn）少，當溫度升（shēng）高時，分子鏈段動能增（zēng）加（jiā），自由空間也（yě）增加：當溫度達到玻璃（lí）化時，急劇

產生內聚力，聚合物膨脹，鏈段（duàn）開（kāi）始旋轉，鏈段擁有的能量足（zú）以使鏈段（duàn）活動起來（lái）所以自由空間的體（tǐ）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自由體積與熱膨（péng）脹係數乗\以溫升之（zhī）和。在（zài）預（yù）塑（sù）化時，位於螺槽中的高分子固態物

料，在升（shēng）至玻璃化（huà）溫度以後，隨著溫度的升高物料自由體積（jī）會增加，其（qí）比容也會加大（dà），但由於螺槽（cáo）容積的限製會使物料產生內壓，並（bìng）有加速

固體床的作用。

當（dāng）高聚物的物（wù）理形態發生變化時，許多物理性質如（rú）比熱容，比（bǐ）容，密度，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

用這些關係可以測定聚合物相（xiàng）變（biàn）溫度和高聚物性質。

對於理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（shēng）速（sù）率，螺杆轉（zhuǎn）速，背壓等工藝因素的影響將起重要作（zuò）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（de）。

2 熔化溫度（熔點（diǎn））

熔化溫度是指結晶型聚合物從（cóng）高分子鏈結構的三維有序態（tài）轉變為無序的粘流態時的溫度。轉變點（diǎn）（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（duì）於（yú）結晶型高聚物來說，從達到玻璃化溫度就開始軟化，但從高彈態轉變為粘流態的液相（xiàng）時卻沒有（yǒu）明顯的熔

點，而是（shì）有（yǒu）一個向粘流態轉變的溫度範圍。

對高聚物來說，玻璃化溫度，熔（róng）化溫度或（huò）溫（wēn）度範（fàn）圍都是變相點。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。

一般有增塑劑的（de）聚合物熔點要（yào）比（bǐ）無增塑劑的要低（dī），共聚物（wù）的熔點要比組成共聚物（wù）中較高均聚物的熔（róng）點要低些。

注塑時，料筒的第三段溫度（靠近（jìn）嘴溫的溫度）都要設定在熔點（diǎn）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（dù）

為宜。

3 分解溫（wēn）度及燃燒特性

熱分解溫度是指在（zài）氧氣存在條件下（xià），高（gāo）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（bú）同而有（yǒu）顯著的（de）差異，此外還與物料的形態有（yǒu）

關。在注塑過程中，無論是在預（yù）塑階（jiē）段還是在注射（shè）階段，隻要聚合物局部溫（wēn）度達到分解溫度，高分子物料就會訊速生成低分子量的可（kě）燃性物

質。聚合物的熱（rè）分解在氧氣充（chōng）足條件（jiàn）下是放熱反應，產生的熱（rè）會繼續加熱聚合物。當聚合物達到燃點時就會燃燒，燃燒體係的溫度是否會上

升，產（chǎn）生的燃燒熱是否和體係進行對流，都與熱分解溫度（dù），比熱容以及導熱係數等物理性能有密切關（guān）係。

注塑時，對聚合物分解溫度的控（kòng）製是十分重要的，否則分解出燃燒物質（zhì）不僅會（huì）影響製品質量，還會（huì）腐蝕設備（bèi），危害人體。

三聚合物降解及熱穩定性

所謂降解，是指遞解分解作用，在高分（fèn）子（zǐ）化學中，通常是指在化學或（huò）物理作用下，聚合物分子的聚合度降低過程（chéng），聚合物在熱，力（lì），氧氣，

水及光輻射等作用下往往（wǎng）發生降解。降解過程實質（zhì）量大分子鏈發生結構變化。如發生彈性消失，強度降低，粘（zhān）度減少或增加等現（xiàn）象。

在注塑中力，水，氧通過溫（wēn）度對聚降解（jiě）起（qǐ）重要影響，在高溫時氧和水更能使聚合物分解。剪切力的作用會（huì）因高溫時聚合物粘度（dù）的降低而減小。

熱降解是指某些聚合物在（zài）高溫下時（shí）間過（guò）長（zhǎng），發黃變色，降解，分解等現象。

聚（jù）合物是（shì）否容易發生降解，依其分子（zǐ）內部和分子外部結構有關（guān）；是否有（yǒu）分解的雜質有關；能引起高聚物降解的雜質，一般都是熱降解的崔（cuī）化

劑，如：PVC 分解的產物是氯化氫，POM分（fèn）解產物是甲（jiǎ）醛，它（tā）們有著加劇高聚物降解的作（zuò）用。

所謂熱穩定（dìng）性是指聚合物在高（gāo）溫下分子鏈抗化學分解能力及耐化學變化的溫（wēn）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（qí）溫度範圍隻有5~15度（dù）。

溫度的（de）高低和變化範圍（wéi）對聚合物的降（jiàng）解有影響外（wài），還（hái）有在溫度（dù）場中所經（jīng）曆的反複加工次（cì）數有關。不同（tóng）的聚合物在反複加工後熱降解和融熔指

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

聚合物在剪切應力作用下纏結（jié）著的大（dà）分子（zǐ）在（zài）外力作用下（xià），沿力的方向上發生流動（dòng），分子鏈之間發生解脫，當解脫發生障礙時，分子鏈將受到

很大的牽引力，當（dāng）超過鏈的強度就發生鏈斷裂。

實驗證明：剪切應力（lì）.剪切（qiē）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（yòng）是由於在聚合物中（zhōng）存在（zài）有可以水解的化學（xué）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（zài）分子的主鏈上，水解作用會使主鏈斷鏈而降解。由（yóu）於某（mǒu）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（yǒu）的塑料具有吸（xī）濕或凝集水分傾向，因為它們含有極性親水基團，如ABS, PMMA, PA, PC, PPO等（děng），在注塑中都需（xū）要幹燥處理，防此水解。

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