一（yī）， 一般物理（lǐ）性能

1總熱容量

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

熔化熱又稱熔化潛熱，是結晶型聚（jù）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（fèn）子結晶（jīng）結構的（de），所以注塑結晶型聚合

物時要比注塑非結晶型料（liào）達到指定熔化溫（wēn）度下所需的能量要多（duō）。

對（duì）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（zhī）需要375J/g即（jí）可熔化。

3 比熱容

比熱容是單位重量的物料溫（wēn）度上升1度（dù）時所需熱量[J/kg.k]。

不同高（gāo）聚物的比熱容是不同的，結（jié）晶型比非（fēi）對麵型要高。因為加熱聚合物時，補充的熱能不（bú）僅要消耗在溫度升上，還要消耗在使（shǐ）高分子（zǐ）結構

的變化上，結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量與溫差所決定的。熱傳（chuán）遞速率正比於被加熱材料和熱（rè）源（yuán）之間的（de）溫差。

一般冷（lěng）卻（què）要比熔化快，因為大（dà）體上料筒與物料溫差小，熔料與（yǔ）模具溫差大。加熱時（shí）間取決於料筒內壁與料層之間的溫差和（hé）料層厚度。

4熱擴散係數

熱擴散係數是指溫度在加熱物料中傳遞的速（sù）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（dìng）。

壓力對（duì）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，材料內熱傳遞愈快。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（jun1）需花一定時間。為了提高（gāo）加熱和冷卻效率，需采取（qǔ）一些技術措施。如：加熱料筒要求有一定的厚度，這不僅是考慮（lǜ）強度，同

時也是為了增加熱慣性，保（bǎo）證物料能良（liáng）好穩定地傳熱，有時還（hái）利用聚合物的低導熱特性，采用熱流道模具等。聚合物導熱係數隨溫度升（shēng）高而

增加。結（jié）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（xiǎn）著。

6 密度與比容

密度增（zēng）加會使製品中的氣體和溶劑滲（shèn）透率減少，但是使（shǐ）製品的拉伸強度，斷裂伸長，剛度硬度以（yǐ）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。

在注塑過程中（zhōng），聚合物經曆（lì）著冷卻—加熱—冷卻反複的熱過（guò）程溫度，梯度和聚合物形態的變化都很大，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的（de）影響。

比容反映了單位（wèi）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（suǒ）占有的空間，各種狀態下的（de）膨（péng）脹與壓（yā）縮，製品的（de）尺寸收縮

等（děng）方麵是（shì）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（ér）引起的變化，即為膨脹係數。聚合物從高溫到低（dī）溫表（biǎo）現出比容逐漸減（jiǎn）少的收縮（suō）特性。聚合物比容不僅取決於溫度而（ér）且

取決於壓力。聚（jù）合物比容在（zài）不（bú）同溫度下都隨壓力而變化，壓力增高比容減（jiǎn）小而密度加大。這種（zhǒng）性質對於用壓力來控製製品的質量和尺寸精度

有重要意義。

二 聚合（hé）物的熱物理性能

1玻璃化溫度

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

高於（yú）玻璃化溫度時，大分子鏈開始自由活（huó）動（dòng），但還不是整個分子（zǐ）鏈段的運動（dòng）。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

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

高聚物的自由體積理論認為，高聚物分子結構所占（zhàn）有的整個（gè）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（shì）分（fèn）子鏈之間的自（zì）

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（duàn）動能增加（jiā），自由空間也增加：當溫度達到玻（bō）璃化時，急劇

產生內（nèi）聚力，聚合物膨脹，鏈段開始旋轉，鏈段擁有的能量足以（yǐ）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（dù）以上的總自由體積等於玻璃（lí）化溫度下（xià）的自由體積與熱膨脹係數（shù）乗\以溫升之和。在預塑化時，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（wēn）度（dù）的升高物料自由體積會增加，其比容也會（huì）加大，但（dàn）由（yóu）於（yú）螺槽容（róng）積的限製（zhì）會使物料產生內壓，並有加（jiā）速

固體床的作用。

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

用這些關係可以測定聚合物（wù）相變（biàn）溫度和高（gāo）聚（jù）物性質。

對於理解塑料在料（liào）筒中加熱（rè），塑料化過程中從加料（liào）段向壓縮段物態轉變，溫（wēn）升，溫（wēn）升速（sù）率，螺（luó）杆轉速，背壓等工藝因素的影響將起重要作用。

這些對於控（kòng）製製品脫模時的物性（xìng）狀態，頂出溫度和頂出時間是重要的。

2 熔化溫度（熔點）

熔化（huà）溫度（dù）是指結晶型聚合物從高分子鏈結構的三維有序（xù）態轉變為無序的粘流態時的溫度（dù）。轉（zhuǎn）變點（熔點）對於低分子材料來說（shuō），熔化過程是

非常（cháng）窄（zhǎi）的，有較明顯的（de）熔點；而對於結晶（jīng）型高聚（jù）物來說，從（cóng）達到玻璃（lí）化溫度就開（kāi）始軟化，但從高彈態轉變為粘流態的液相（xiàng）時卻沒（méi）有明顯的熔

點，而是（shì）有一（yī）個向粘流態轉變的溫度範圍。

對高聚（jù）物來說，玻璃化溫度，熔化溫度或溫度範圍都是變（biàn）相點。有較明（míng）顯的變化範圍，從分子結構（gòu）觀點看，都是大鏈段運動的結果。

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

注（zhù）塑時，料筒的第三段溫度（靠近嘴溫的溫度）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第一（yī）段的料筒溫度（dù）

為宜。

3 分解（jiě）溫度及燃燒特性

熱分解溫度（dù）是指（zhǐ）在氧氣存在條件下（xià），高聚物（wù）受熱後開始分解的溫度範圍（wéi）。依聚合物化學結構式不同而有顯著的差異，此外還與物料（liào）的形態有

關。在注（zhù）塑過程中，無論是在預塑階段（duàn）還是在注射階段，隻要聚合物局部溫度達到分（fèn）解溫度，高分子物（wù）料就會訊速生成（chéng）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反應，產生的熱會繼（jì）續加熱聚合物。當（dāng）聚合（hé）物達到燃點時就會燃燒，燃燒體係的溫度是否會上

升，產生的（de）燃燒熱是否和體係進（jìn）行對流，都（dōu）與熱分解溫度（dù），比熱容以及導熱係數等物理性能有密切（qiē）關係。

注塑時，對（duì）聚合物分解溫度的控製是十（shí）分重要的，否則分解出燃燒（shāo）物質不僅會影響製品質量，還會（huì）腐蝕（shí）設備，危害人體（tǐ）。

三聚合（hé）物降解（jiě）及熱穩定性

所謂降解，是指遞（dì）解分解作用，在高分子化（huà）學中，通常是指在化學或物理作用下，聚合物分子的聚合度降低過程，聚合物在熱，力，氧氣（qì），

水及光輻射等作（zuò）用下往往發生降（jiàng）解。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（xiàn）象。

在注（zhù）塑中力，水（shuǐ），氧通過溫度對（duì）聚降解起重（chóng）要影響，在高溫時（shí）氧和水更能使聚合物分解。剪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（wù）在高溫下時間過長，發黃變色，降解，分解（jiě）等現象。

聚合物是否（fǒu）容易發生降解，依其分子（zǐ）內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（jù）物降解的雜質，一般都是熱降解的崔化

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

所謂熱穩（wěn）定性是（shì）指聚合物在高溫下分（fèn）子（zǐ）鏈抗化學分解能力及耐化學變化的溫度熱降解（jiě）溫度稱為穩（wěn）定性溫度略高於分解溫度。對於某（mǒu）些熱穩定

較差的聚合物，其溫度範圍隻（zhī）有（yǒu）5~15度。

溫度的高低和變化範圍對（duì）聚（jù）合物的降（jiàng）解有影響（xiǎng）外，還有在（zài）溫度場中所經曆的反複加（jiā）工次數有關。不同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（cháng）溫度下（xià）PS, PC, PP,經數次加工後（hòu）融熔指數升高的（de）傾向（xiàng）。而PE，抗衝擊PS醋酸纖維素等有下（xià）降的現象。

聚合物在剪切應力作（zuò）用下纏結著（zhe）的大分子在外力作用下，沿力的方向上發生流動，分子鏈（liàn）之間發生解脫，當解脫發生（shēng）障礙時（shí），分子（zǐ）鏈將受到

很大的牽引力，當超過（guò）鏈的（de）強度就（jiù）發生鏈斷裂。

實驗證明：剪切應力.剪切速率越高（gāo），分子量降解速度（dù）越快，斷裂的鏈越短；當提高加熱溫（wēn）度或（huò）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（jiě）作用（yòng）是經常發生（shēng）的，水解作用是由於在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（huà）作用下

形（xíng）成可被水解的基團。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（ér）降解。由於某些聚合（hé）物有水解作用，因（yīn）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，因為它們含有極性親水基團，如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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