一， 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藝溫度下的總熱容量。

2 熔化熱

熔化（huà）熱又（yòu）稱熔化潛（qián）熱，是結晶型聚合物（wù）在形成或熔化晶體（tǐ）時所（suǒ）需要的能量。這（zhè）部分（fèn）能量是用來熔化（huà）高分子結晶結構的，所以注塑結晶型聚合

物時（shí）要比注塑非結（jié）晶型料達到指定熔化溫度下所需（xū）的能量要多。

對於非結晶型聚合物無需熔化（huà）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（shì）單位重量的物料溫度上升（shēng）1度時所需（xū）熱量（liàng）[J/kg.k]。

不同高聚物的比熱容是不（bú）同的，結晶（jīng）型比非對麵型要高。因為（wéi）加熱聚合物時，補充的熱（rè）能不僅要消耗在溫度升上（shàng），還要消耗在使高分子（zǐ）結構

的變化上（shàng），結晶型必須補充熔化潛熱所（suǒ）需（xū）的熱淚盈眶（kuàng）量才能使物料熔化。

注塑過程中，塑料加（jiā）熱或冷卻特性是由聚合物的（de）熱含量與溫差（chà）所決定的。熱傳遞速率正比於被加熱材（cái）料和熱源之間的溫（wēn）差。

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

4熱擴散（sàn）係數

熱擴散係數是指（zhǐ）溫度在加熱（rè）物料中（zhōng）傳遞的速度，又稱導熱係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（cái）料（liào）吸收熱

量的速度（導熱係數）來決定。

壓力（lì）對熱擴散係數影響小，溫（wēn）度對其影響較大。

5導熱係（xì）數

導熱係數反映了材料傳播熱量的速度。導熱係數（shù）愈（yù）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（tǒng）中加熱還是其熔體在

模具中冷卻，均需花一定時間。為了提高加熱和冷卻效率（lǜ），需采（cǎi）取一些技術措施。如：加熱料筒要求有一（yī）定的（de）厚度，這不僅是考慮強度，同

時（shí）也是為了（le）增加熱慣（guàn）性，保證物料能良好穩定（dìng）地傳熱，有時（shí）還利用聚（jù）合（hé）物的低導熱特（tè）性，采用熱流（liú）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（dǎo）熱係數對溫度的依賴性要比非結晶型的顯著。

6 密度與比容

密度增加會使製品中的氣體（tǐ）和（hé）溶劑滲透率減少，但是使製品的拉伸（shēn）強度，斷裂伸長（zhǎng），剛度硬度以及軟化溫度提高；使（shǐ）壓縮（suō）性，衝擊強度，流

動性，耐蠕變性能降低。

在注塑過程中，聚合物經曆著冷卻—加（jiā）熱—冷卻反複的熱過程溫度，梯度和（hé）聚（jù）合物（wù）形態的變（biàn）化都很大，所以密度也（yě）在不斷地發生（shēng）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。這是一個衡量在（zài）不同工（gōng）藝條件下高分子結構所占有（yǒu）的空間，各種狀態下的膨脹與壓縮，製品的尺寸收縮（suō）

等方麵是非常重要的參數（shù）。

7 膨脹係數與壓縮係（xì）數

比容在恒壓（yā）下由溫度而引（yǐn）起的變化，即為膨脹（zhàng）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。聚合（hé）物比容不僅取決於溫（wēn）度而且

取決於壓力。聚（jù）合（hé）物比容在不（bú）同溫（wēn）度下都隨壓力而變化，壓力增高比容減小而密（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（jīng）度

有（yǒu）重要意（yì）義。

二 聚合物的熱物理性能

1玻璃（lí）化溫度

聚合（hé）物的玻璃化溫（wēn）度是指（zhǐ）線型非結（jié）晶型聚合（hé）物由玻璃態向高彈態（tài）或者由後（hòu）者向前者的較變溫度（dù）。就（jiù）是大分子鏈段本身開始變形的溫度當溫度

高（gāo）於玻璃化溫度時，大分子鏈開始自（zì）由（yóu）活動，但還不是整個分子鏈段的運動。這時表現（xiàn）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（lí）態。橡膠的玻（bō）璃化溫度低（dī）於室溫。所以橡膠在常溫下處於高彈態。而（ér）其（qí）它塑料在常溫下是處於脆韌性的玻璃態。

高聚物的（de）自由體積理（lǐ）論認為，高聚物分子結構所占有的整個體積分成兩部分。一部分是分子鏈所占有（yǒu）的（de）空間，而（ér）另一部分是分（fèn）子（zǐ）鏈之間的自

由空間。當溫度降（jiàng）低時分子鏈動能減少，自由空間減少，當溫度升高時，分子鏈段動能增加（jiā），自由空（kōng）間也增加：當溫度達（dá）到（dào）玻璃化時，急劇

產生內聚力，聚合（hé）物膨脹，鏈段開始（shǐ）旋轉，鏈段擁有（yǒu）的能量足以使鏈段（duàn）活動起來所以自由空（kōng）間的體積突然增加。

高聚物在（zài）玻璃化溫（wēn）度以上的總自由（yóu）體積等於玻璃化溫度下的自由體積與熱膨脹係數乗（chéng）\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（lí）化（huà）溫度以後，隨著溫（wēn）度的升高物料自由體（tǐ）積會增加，其比容也會加大，但由於螺槽容積的限製會使物料產生內壓，並有加速

固體（tǐ）床（chuáng）的作用。

當高聚物的物理（lǐ）形（xíng）態發生變化時，許多物理性質如比熱容（róng），比容，密度，導熱係（xì）數，膨脹係數，折光指數，介電常數等都跟著（zhe）變化，因此利

用這些關係可以測定（dìng）聚合物相變溫（wēn）度和（hé）高聚物性質（zhì）。

對於理解（jiě）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，螺杆轉速，背壓等工（gōng）藝因素的影響將起重要作用。

這些（xiē）對（duì）於控製製品脫模時的物性狀態，頂出（chū）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（jīng）型聚合物從高（gāo）分子鏈結構（gòu）的三維有序態轉變為（wéi）無（wú）序的粘流態時的溫度（dù）。轉變點（熔點）對於低分子材料來說，熔化過程是

非常窄的，有較明顯的熔點；而（ér）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（gāo）彈（dàn）態轉變為粘流態的（de）液相時卻沒有明顯的熔

點，而是有一（yī）個向粘流態轉變的溫度範（fàn）圍。

對（duì）高（gāo）聚物來說，玻璃化溫度，熔化溫度或溫度範圍都是變（biàn）相點。有較明顯的變（biàn）化範圍，從分子結構觀點看（kàn），都是大鏈段運動的結（jié）果（guǒ）。

一般有增塑劑的聚合物熔點要比無（wú）增塑劑的要低，共聚物的熔點（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（dì）三段（duàn）溫度（dù）（靠近嘴溫的溫度）都要設定在熔點以上，然後以降低15~20度（dù）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 分解溫度及燃燒特（tè）性

熱分解溫度是（shì）指在氧氣存（cún）在（zài）條件下，高聚物受熱後開始（shǐ）分解的溫度範圍（wéi）。依（yī）聚合物化學結構式不同而有顯（xiǎn）著的差異，此外還與物料的形態有

關。在（zài）注塑過（guò）程中，無論（lùn）是在預塑階段還是在注射階段，隻要聚合（hé）物局部溫度達（dá）到分解溫度，高（gāo）分子物料就會訊速生成低分子量的（de）可燃（rán）性物

質。聚合物的熱分解在氧氣充足條（tiáo）件下是放熱（rè）反應，產（chǎn）生的熱會繼續加熱聚合物。當聚合物達到燃點時就會燃燒，燃燒體係的溫度是否會上

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

注塑（sù）時，對聚合物分解溫度的（de）控製是十分重要的，否（fǒu）則分解出燃燒物質不僅會影響製品質量，還會腐（fǔ）蝕設備，危害人體（tǐ）。

三聚合物降解及熱穩定性

所謂降解，是（shì）指遞解（jiě）分解作用（yòng），在高分（fèn）子（zǐ）化學中，通（tōng）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，

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

在注塑中力，水，氧通過（guò）溫度對聚降解起重要影響，在高溫時氧和水更能使（shǐ）聚合物分解。剪切力的作用會因高溫（wēn）時聚合物（wù）粘度的降低（dī）而減小。

熱降（jiàng）解是指某些聚合物在高溫下時間過長，發（fā）黃變色（sè），降解，分解等現（xiàn）象。

聚合物是否容（róng）易發生降（jiàng）解，依其分子內部和分子外部結構有關；是否有分解的雜質有關（guān）；能引起高聚物降解的（de）雜質，一般都是熱降解的崔化

劑，如：PVC 分解的（de）產物是氯（lǜ）化氫，POM分解（jiě）產物是甲醛，它們有著加劇（jù）高聚物降解的作用。

所謂（wèi）熱穩定性是指聚合物（wù）在高（gāo）溫下分子鏈抗化學分解（jiě）能力及耐化學變化的（de）溫度熱降解溫度稱（chēng）為穩定性溫度略高於分解（jiě）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（duì）聚合物的（de）降解有影響外，還有（yǒu）在溫度場中所經曆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,經數次加工後融熔指數升高的傾向。而PE，抗（kàng）衝（chōng）擊（jī）PS醋酸纖維素（sù）等有（yǒu）下降（jiàng）的現象。

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

很大的牽引力，當超過鏈的強度就發生鏈斷裂。

實驗證明（míng）：剪切應力.剪切速率越高，分子量降解（jiě）速度越快，斷裂的鏈越短（duǎn）；當提高加熱溫（wēn）度或增塑劑（jì）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，水解作用是由於在聚合物（wù）中存在有可以水解的化學（xué）基團。如：酰胺，酯，腈等，或（huò）在氧化作用下

形成可被水解的基團。如果（guǒ）這（zhè）些基團在分子的主鏈上，水解作用會使主鏈斷鏈而降（jiàng）解。由於某些（xiē）聚（jù）合物有水解作用（yòng），因此對這些塑料的吸濕

性應加以注意（yì）。

有的塑料具有吸濕或凝集（jí）水分傾向（xiàng），因為它們含有（yǒu）極性（xìng）親水基團，如（rú）ABS, PMMA, PA, PC, PPO等，在注塑中都需要幹燥處理，防此水解。

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文章關鍵詞：塑料性能