一， 一般物理性能

1總熱容（róng）量

總熱容（róng）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（róng）化（huà）熱又稱熔化潛（qián）熱，是結晶型聚合物在形成或熔（róng）化晶體時所需要的能量（liàng）。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（xíng）聚合

物時要比注塑非結晶型料達（dá）到指定熔化溫度下（xià）所需的能量要多（duō）。

對於非結晶型（xíng）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

比熱容是單位重量的物料溫度上升（shēng）1度時所需熱量[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（gāo）。因為加熱聚合物（wù）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

的變化上，結晶型必須補充熔化潛熱所（suǒ）需的熱淚盈眶量才能使物料（liào）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（lǜ）正比於被加熱材料和熱源之（zhī）間的溫（wēn）差（chà）。

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

4熱擴散係數

熱擴散係數是指溫度在加熱物料中傳（chuán）遞的速度（dù），又稱導熱係數其（qí）值是由（yóu）單位（wèi）質量的物料溫度升高1度時所需的熱量（比（bǐ）熱（rè）容）和材料吸（xī）收熱

量的速度（導（dǎo）熱係數）來決定。

壓力對熱擴散係數影響小（xiǎo），溫（wēn）度（dù）對其影響較大。

5導熱係數

導熱係數反映了材料傳播熱（rè）量的速度。導熱係數愈高，材料內熱傳遞愈快。由於聚合物導（dǎo）熱係數很（hěn）低，所以無（wú）論在（zài）料筒（tǒng）中加熱還是其（qí）熔體在

模具中冷卻，均需（xū）花一定時間。為了提高加熱和冷（lěng）卻效率，需（xū）采（cǎi）取（qǔ）一些技術措施。如：加（jiā）熱料筒要求有一定的厚度，這不僅是考慮強（qiáng）度，同

時也是為了增加熱（rè）慣（guàn）性，保證物料能良好穩定地傳熱，有時（shí）還利用聚合物的低導熱特性，采用熱流道模具等。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溫度的依賴性要（yào）比非結晶型的顯著。

6 密度與比容

密度增（zēng）加會使製品中（zhōng）的氣體和溶（róng）劑滲透率減少，但是使製品的拉（lā）伸強度，斷裂（liè）伸長，剛度硬度以及軟化溫度提高；使（shǐ）壓縮性，衝擊（jī）強度，流（liú）

動性，耐蠕變性能降（jiàng）低。

在（zài）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（dù）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（duì）

注塑製（zhì）品質量起著重要的（de）影響。

比容反映了單位物質所占有的體積。這是（shì）一個衡量在不同工（gōng）藝條件下高分子結構所占有的空間，各種狀態下的膨脹與壓縮，製品的尺寸收縮

等方（fāng）麵是非常重要的參數。

7 膨脹係數與壓（yā）縮係數

比容在恒壓下由溫度而引起的變化（huà），即為膨脹係數。聚合物從高溫到低溫表現出比容（róng）逐漸減少的收縮特性。聚（jù）合物比容（róng）不（bú）僅取決於溫（wēn）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，壓力（lì）增高比容減小而密度加大。這種性質（zhì）對於用壓（yā）力來控製製品的質量和尺寸精度

有重要意義。

二 聚合物的（de）熱物（wù）理性能（néng）

1玻璃化（huà）溫度

聚（jù）合物的玻璃化溫度是指線型非結晶型聚合物（wù）由玻璃態向高彈態或（huò）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（de）溫度當溫度

高於玻璃化溫度時，大分子鏈開（kāi）始自由活動，但還不是整個分子鏈段的運動。這時表（biǎo）現出高彈性的橡膠性（xìng）能；當低於玻璃化溫度時，鏈段被

凍結變成堅（jiān）硬的固態或玻璃態。橡膠的玻璃化（huà）溫度低於室溫（wēn）。所以橡（xiàng）膠在常溫（wēn）下處（chù）於高彈態。而（ér）其它塑（sù）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）有的整個體積（jī）分成兩部（bù）分。一部分（fèn）是分子鏈所占有的空間，而另一部分是分子鏈（liàn）之間的自

由空間。當溫度（dù）降低時分子鏈動（dòng）能減少，自由空（kōng）間減少，當溫度升高時，分子鏈段動能增加，自由空間也（yě）增加：當溫（wēn）度達（dá）到玻璃化時，急（jí）劇

產生內聚力，聚合物膨脹，鏈段開始旋轉，鏈段擁有的能量（liàng）足以使鏈（liàn）段活動起來（lái）所以自由空間的體積突（tū）然增加。

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

料（liào），在升至玻璃化溫度以後，隨著（zhe）溫（wēn）度（dù）的升高物料自（zì）由體積會增加，其比容也會加大，但由於螺槽容積的（de）限製會使物料產生內壓，並有（yǒu）加速

固體床的作用。

當高聚物的物理形態發生變化時，許多（duō）物理性質如比熱容，比容，密（mì）度，導熱係（xì）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相變溫（wēn）度和高聚物性質。

對於理解塑料在料筒中加熱，塑料（liào）化過程（chéng）中從加料段向壓縮段物態（tài）轉變，溫升，溫升速率，螺杆轉速，背壓等工藝因素的（de）影響將起重要（yào）作用。

這些對於控製（zhì）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（wù）從高分子鏈結構（gòu）的（de）三維有序態轉變為無序的粘流態時的溫度。轉變點（熔點）對於（yú）低分（fèn）子（zǐ）材料來（lái）說，熔化過（guò）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，但從高彈態轉變（biàn）為（wéi）粘流態的液相時卻沒有明顯的熔

點，而（ér）是有一個向粘流態轉變的溫度範圍。

對高聚物來說（shuō），玻璃化溫度，熔化溫度或溫度範圍都（dōu）是變相點（diǎn）。有較明顯的變化範圍，從分子結構觀點看，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，共聚物的熔點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（sān）段溫度（靠近（jìn）嘴溫的溫度）都要設定在熔（róng）點以上，然後以降低15~20度的（de）溫（wēn）度梯度依次設定第二段（duàn）和第一（yī）段的（de）料（liào）筒溫度

為宜。

3 分解溫度及燃燒特性

熱分解溫度是指在（zài）氧氣存在條件下，高聚物受熱後開始分解的（de）溫度範圍。依聚合物化學（xué）結（jié）構式不同而有顯著的差異，此外還與物料（liào）的形態有

關。在注塑過程中，無論是在（zài）預塑階段還是在注（zhù）射階段，隻（zhī）要聚合物局（jú）部溫度達到分（fèn）解溫度，高分子物料就會（huì）訊速生成低分子量的可燃性物

質。聚合（hé）物的熱分解在氧氣充足條件（jiàn）下是放熱反應，產生的熱會（huì）繼續加熱（rè）聚合物。當聚合物達到燃點時就會燃燒，燃燒體係的（de）溫度（dù）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（jiě）溫度，比熱容以及導熱係數等物理性能有密切關係。

注塑時，對聚合物分解（jiě）溫度的控製是十分重要的，否則分解出燃燒（shāo）物（wù）質不僅會影響製（zhì）品質量，還會腐蝕設備，危害人（rén）體。

三聚合物降解及熱穩定性

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

水及光輻射等作用下往往發生降解。降解過程實（shí）質量大分（fèn）子（zǐ）鏈發生結構變化。如發生彈性消失（shī），強度降低（dī），粘度減少或增加（jiā）等現象。

在注塑（sù）中力，水，氧通過溫度對聚降解起重要影響，在高溫時氧和（hé）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（dù）的降低而（ér）減小。

熱降解是指某（mǒu）些聚合物在高溫下時間過長，發（fā）黃變（biàn）色，降解，分解等現象（xiàng）。

聚合物是否容易發生降解，依其分子內部和分子外部結（jié）構（gòu）有關；是否（fǒu）有分（fèn）解的雜質有關；能（néng）引起高聚物降解的雜質，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（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下分子鏈抗化（huà）學分解能（néng）力及耐化學變化（huà）的溫度熱降解（jiě）溫度稱為穩定性溫度略高於（yú）分解溫度（dù）。對於（yú）某些熱（rè）穩定

較差的聚合物，其溫度範圍隻有5~15度。

溫度的高低（dī）和（hé）變（biàn）化範圍對聚合物的降解有影（yǐng）響（xiǎng）外，還（hái）有在溫度場中所經曆（lì）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（róng）熔指

數（shù）有著較大的差異（yì）。在正常溫度下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。

聚合物在剪切應力作用（yòng）下纏結著的大分子在外力作用下，沿力的方向上發生流動，分（fèn）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（liàn）斷裂（liè）。

實驗證明：剪切應力.剪（jiǎn）切速率越（yuè）高，分子量降解速度越（yuè）快，斷裂的鏈越短；當提高加熱溫度或（huò）增塑劑含量（liàng）時，力的降解作用會減小。

注塑中某些（xiē）塑（sù）料的水解作用（yòng）是經常發生的，水解作用是由於在聚合（hé）物（wù）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（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（cǐ）對這些塑料的吸濕（shī）

性應加以（yǐ）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（xìng）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。