一（yī）、一般物理性能

1總（zǒng）熱容量（liàng）

總熱容量是指注塑物料在注塑工藝溫度（dù）下的總熱容量。

2 熔化熱

熔化（huà）熱又稱熔化潛熱，是結晶型聚（jù）合物在形成或熔化晶（jīng）體時所需（xū）要的能量。這部（bù）分能量是用來（lái）熔化高分子結（jié）晶結構的，所（suǒ）以注塑（sù）結晶型聚合

物（wù）時要比注塑非結晶型料達（dá）到指定熔化溫度下所需的（de）能量要（yào）多。

對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隻需要375J/g即可熔化。

3 比熱容

比熱容是單位重（chóng）量的物（wù）料溫度上升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（miàn）型要高。因為加熱聚合物時，補充的熱能（néng）不（bú）僅要消耗在溫度升上，還（hái）要消耗在使高分子結構

的變化上，結晶（jīng）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（sù）料加熱或冷卻特性是由聚合物的熱含量與（yǔ）溫差所決定的。熱傳遞速率正比於被（bèi）加熱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（chà）小（xiǎo），熔料與模具溫差大。加熱時間取決於料（liào）筒內壁與料層之間的溫差（chà）和料層厚度。

4熱擴散係數

熱擴散係（xì）數是指（zhǐ）溫度在加熱物料中傳遞的速度，又稱導熱係數其值是由單位質量的物料溫度升高1度時（shí）所需（xū）的熱量（比熱容）和材料吸收熱（rè）

量的速度（導熱係數）來決定。

壓力對熱擴散係數影響小，溫度對其影響（xiǎng）較大。

5導熱係數

導熱係（xì）數反映了材料傳播熱量的速度（dù）。導熱係數（shù）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（shì）其熔體在

模具中冷卻（què），均需花一定時間。為了提高加熱和冷卻效率，需采取一（yī）些技術措施。如：加（jiā）熱料筒要求有一定的厚（hòu）度，這不（bú）僅是考（kǎo）慮強度，同

時也是（shì）為了增加熱慣性，保證物料能良好穩定地傳熱，有（yǒu）時還（hái）利用聚合物的低導熱特性，采用熱流道模具等。聚合（hé）物導熱係數隨（suí）溫度升高而

增加。結晶型（xíng）塑料的導熱係數（shù）對溫度的依（yī）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（zhōng）的氣（qì）體和溶劑滲透率減少，但是使製品（pǐn）的拉伸強度（dù），斷裂伸長，剛度硬度以及軟化溫度提高；使壓縮性，衝（chōng）擊強度（dù），流

動性，耐蠕變（biàn）性能降低。

在注（zhù）塑過程中，聚合（hé）物經曆著冷卻—加熱—冷卻反複（fù）的（de）熱過程溫度，梯度和（hé）聚合（hé）物形態的變化都很大，所以密度也在不斷地發（fā）生變化，這（zhè）對

注塑製品質量起（qǐ）著重要的影響。

比容反映了單位物質所占有的體（tǐ）積。這是一個衡量在不同工藝條件下高分子結構所占有的空間，各種狀態（tài）下的膨（péng）脹與壓縮，製品的尺（chǐ）寸（cùn）收縮

等方麵是（shì）非常重要的參數。

7 膨脹係數（shù）與壓（yā）縮係數

比容在恒壓下由溫（wēn）度而引起的變化，即為膨（péng）脹係（xì）數。聚合物（wù）從高溫到低溫表現出比容逐漸減少的收縮特性。聚（jù）合物比容不僅取決於溫度而且

取決於壓力。聚合物比容在不同溫度下（xià）都隨壓力而變化（huà），壓力增高比（bǐ）容減小而（ér）密度加大。這種性質對於用壓力來控製製品的質量（liàng）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（dù）

聚合（hé）物（wù）的玻璃化（huà）溫度是指線型非（fēi）結晶型聚（jù）合物由玻璃態向高彈態或（huò）者由後者向前者的較變溫度（dù）。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（dù）時，大分子（zǐ）鏈開始自由活動，但還不是整個分子鏈段的運動。這時表現出高彈性的橡膠性能；當低（dī）於玻璃化溫度時，鏈（liàn）段被

凍（dòng）結變成（chéng）堅硬的固態或玻璃態。橡膠的（de）玻璃化溫度低於室溫。所以橡膠在常溫下處於高彈（dàn）態。而（ér）其它塑料（liào）在常溫下是處於（yú）脆韌性的玻璃態。

高聚物的（de）自由體積理論認為，高聚（jù）物分子結構所占有的整個體積分成兩部分。一部分是分（fèn）子鏈所占有的空間，而另一部（bù）分是分子鏈之間的自

由空（kōng）間（jiān）。當溫度降低（dī）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，自由空間也增（zēng）加：當溫度達到玻璃化時，急劇

產生內聚力，聚合（hé）物膨脹，鏈段（duàn）開（kāi）始旋（xuán）轉，鏈段擁有的（de）能量足（zú）以使鏈段活動起來所以自由空間的體積突然（rán）增（zēng）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（zì）由體積（jī）與熱膨脹係數乗\以溫（wēn）升之和。在預塑（sù）化時，位於螺槽中的高分子固態物

料，在（zài）升至玻璃化溫度以後，隨著溫度（dù）的升高物料自由體積會增加（jiā），其比容也會加大，但由於螺槽容積的限製會使物料產生（shēng）內壓，並有加速

固體（tǐ）床（chuáng）的作用。

當高聚物的物理形態發生變（biàn）化時，許多物理性（xìng）質如比熱容，比容，密度，導熱係數，膨脹係數（shù），折光指（zhǐ）數，介電常數等都跟著變化，因此（cǐ）利

用這些關係可以測定（dìng）聚合物相變溫度和高聚物性質（zhì）。

對於理解塑料在料筒中加熱，塑料化過程中從加料段向壓縮段物態轉變，溫（wēn）升，溫升（shēng）速率，螺杆轉（zhuǎn）速，背壓（yā）等工藝因（yīn）素的影響將起重要作用。

這些對於控製製品脫模時的物性狀態，頂出溫度和頂出（chū）時間是重要的。

2 、熔（róng）化溫度（熔（róng）點）

熔化溫度是指結晶型（xíng）聚合物從高分子鏈結構的三維有序態轉變為（wéi）無序的粘流態時的溫度。轉變點（熔點）對於低分子材（cái）料來說，熔化（huà）過程是

非常窄的，有較明顯（xiǎn）的熔點；而（ér）對於結晶型高聚物來說，從（cóng）達到玻璃化溫度就開始軟化，但從高彈態轉變為粘（zhān）流態的液相時卻（què）沒有明顯的熔

點，而是有一個向粘流態（tài）轉變的溫（wēn）度範圍。

對（duì）高聚物來說，玻璃化溫度，熔化溫度或溫（wēn）度範圍都是變相點。有較明顯（xiǎn）的變化範圍，從分子結（jié）構觀點看（kàn），都（dōu）是大鏈段運動（dòng）的結果。

一般（bān）有增塑劑的聚合物熔點要比無增（zēng）塑劑的（de）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，料筒的第三段溫（wēn）度（靠近嘴（zuǐ）溫（wēn）的溫度）都要設定在熔點以（yǐ）上，然後以降低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（jiě）溫度及燃燒特性

熱分解溫度是指在氧氣存在條件（jiàn）下，高聚物受（shòu）熱後開始分解的溫度範圍。依聚合（hé）物化學結構式不同而有（yǒu）顯著的差異，此外還（hái）與物料的形態有

關。在注塑過程中，無論是在預（yù）塑階段還是在注射階段，隻要聚合物局（jú）部溫度（dù）達（dá）到分解（jiě）溫度，高分子物料就會訊速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反應，產生的熱會繼續加熱聚合（hé）物。當聚合物達到燃（rán）點時就會燃燒，燃燒體係的溫度是否會上

升，產生的（de）燃（rán）燒熱是（shì）否和體係進（jìn）行對流，都與熱分（fèn）解溫度，比熱容以及導熱係數等物理性能有密（mì）切關（guān）係。

注塑（sù）時，對聚合物分解溫（wēn）度的控製是十分重要的，否則分解出燃燒物（wù）質不僅會（huì）影響製品質量，還（hái）會腐蝕設備，危害人體。

三（sān）、聚合物降解（jiě）及熱穩定性

所謂（wèi）降解，是指（zhǐ）遞解分解作用（yòng），在高分（fèn）子（zǐ）化學（xué）中，通常是指在化（huà）學或物理作用下，聚合物分（fèn）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。降解過程實質量大分（fèn）子鏈發生結構（gòu）變化。如發生彈性消失，強度降（jiàng）低，粘度減少或增（zēng）加等現象。

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

熱降解是指某些聚合物在高溫（wēn）下時（shí）間過長，發黃變色，降解（jiě），分解等現象。

聚合物是否容易發生降解（jiě），依其分子內部（bù）和（hé）分子外部結構有（yǒu）關；是否有分解（jiě）的雜（zá）質有關（guān）；能引（yǐn）起高聚物降解的雜質（zhì），一般都是熱降解的崔化

劑，如：PVC 分解的產物是氯化氫，POM分解產物是甲醛，它們有著加（jiā）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（zǐ）鏈抗化學分解能（néng）力及耐化學變化的溫度（dù）熱降解溫度稱為穩定性溫度略高於分解溫度。對（duì）於某些熱穩定（dìng）

較差的聚合物，其溫度範圍隻有5~15度。

溫度的（de）高低和變化範圍對聚合物的降解有影響（xiǎng）外，還有在溫度場中所經曆的（de）反複加（jiā）工次數有關。不同的聚（jù）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（dù）下PS, PC, PP,經（jīng）數次加工後融熔指（zhǐ）數升高（gāo）的傾向。而（ér）PE，抗衝擊PS醋酸纖維素等有下降的現象。

聚合物（wù）在剪切應力作用下纏結著的大分子在外力作（zuò）用下，沿力（lì）的方（fāng）向上發生流動，分子鏈之間發生解脫，當解脫發生障礙時，分子鏈將受到（dào）

很大的牽引力，當超過（guò）鏈的強度就發（fā）生鏈斷裂。

實驗證明：剪切應力.剪切速率越高，分子量降解速度越快，斷裂的鏈越短；當提（tí）高加熱溫度或增塑劑含量時（shí），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中（zhōng）存在有可以水解（jiě）的化學基團（tuán）。如：酰胺，酯（zhǐ），腈等，或在氧化作用下

形成可（kě）被水（shuǐ）解的基團。如果這些基團在分子的主（zhǔ）鏈上，水解（jiě）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（sù）料的吸濕

性應加以注意。

有的塑料（liào）具有吸濕或凝集水分（fèn）傾向，因（yīn）為它們含有極性親水基團，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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