一， 一（yī）般物理性能（néng）

1總熱容量

總熱容量是指（zhǐ）注塑物料在注塑工藝溫度下的總熱容（róng）量。

2 熔化熱

熔化熱又稱（chēng）熔化潛熱，是結晶型聚合物在形成或熔（róng）化晶體時（shí）所需（xū）要的能量。這部分能量是用來熔化高分子結（jié）晶（jīng）結構的，所以注塑結晶型聚合

物時要比注塑非結晶（jīng）型（xíng）料達到指定熔化溫度下所需的能量要多。

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

3 比（bǐ）熱（rè）容

比熱容是單位重量的物料溫度上升1度時所需熱量[J/kg.k]。

不同高聚物的比熱容是不同（tóng）的，結晶型（xíng）比非（fēi）對麵型（xíng）要（yào）高。因為加熱（rè）聚合物時，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需的熱淚（lèi）盈眶量（liàng）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）熱含量與溫差所決定的。熱傳遞速率正比（bǐ）於被加熱材料和熱源之間的溫差。

一般冷卻要比熔化（huà）快，因為大體（tǐ）上料筒與物料溫差小，熔料與模具溫差（chà）大（dà）。加熱（rè）時間取決於料筒內壁與（yǔ）料層（céng）之間的溫差（chà）和料層厚度（dù）。

4熱擴散係數

熱擴散係數是指溫度在加熱（rè）物料中傳遞的速度（dù），又（yòu）稱導熱係數其值是由單（dān）位質量的（de）物料溫度升高1度時所需的熱量（比熱容）和材（cái）料吸收熱

量的速度（導（dǎo）熱係數）來決定。

壓力對熱擴散係數（shù）影（yǐng）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（sù）度。導熱係數愈（yù）高，材料內熱傳遞愈快。由於聚合物導熱（rè）係數很低，所以無（wú）論在料筒中加熱還是其熔體在

模具中冷卻，均需花一定時（shí）間。為了提高加熱和冷卻效率，需采取一些技術措施。如：加熱（rè）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，保證物料能良好穩定地傳熱，有時還利用聚合物的低（dī）導熱特性，采用熱（rè）流道模具等。聚合物導熱（rè）係數（shù）隨溫度（dù）升高而

增加。結晶型（xíng）塑料的導熱係數對溫度的依（yī）賴性（xìng）要比非結晶型的顯著。

6 密度與（yǔ）比容

密度增加（jiā）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（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，聚合物（wù）經（jīng）曆著（zhe）冷卻—加熱—冷卻反複的（de）熱過程溫度，梯度和聚合物形態的變化都很大，所以密度也在不斷地（dì）發（fā）生變化，這對（duì）

注塑製品質量起著重要的影（yǐng）響。

比容反映了單位物質（zhì）所（suǒ）占有（yǒu）的體積（jī）。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（zhuàng）態下的膨脹與壓（yā）縮，製品的尺寸收縮

等方（fāng）麵是非常重要的參（cān）數。

7 膨脹係數與壓縮（suō）係數

比（bǐ）容在恒（héng）壓（yā）下由溫度而引起的（de）變化，即（jí）為膨脹係（xì）數。聚合（hé）物從高溫到低溫（wēn）表現出比容逐漸減少的收縮特性。聚（jù）合物（wù）比容（róng）不僅取（qǔ）決於溫度而且

取決（jué）於壓力（lì）。聚合物比容在不（bú）同溫度下都隨（suí）壓力而變化，壓（yā）力增（zēng）高比容減小而密度加（jiā）大。這種（zhǒng）性質（zhì）對於用壓力來控製製品的質量和尺寸精度

有重要（yào）意義。

二 聚合物的熱物理性能

1玻（bō）璃化溫度

聚合物的玻璃化（huà）溫度是指線型非結（jié）晶型聚合物由玻璃態向高彈態或者（zhě）由後者向前者（zhě）的較變溫度。就是大分子鏈段本（běn）身開始變形的溫度當溫度

高於玻璃化溫度時，大分子鏈開始自由活動，但還不是整個分子鏈段的運動。這時表現出高彈性的（de）橡膠性能；當低於玻璃（lí）化溫度時，鏈（liàn）段被

凍結變成堅硬的固態或玻璃態。橡膠的玻璃化溫度低於室溫。所以橡膠在常溫下處於高彈態。而其（qí）它塑料在常（cháng）溫下（xià）是處於脆韌性的玻璃態。

高聚物的自由體積理論認（rèn）為，高聚物分（fèn）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的空間，而另一部分是分子鏈之間的（de）自

由空間。當溫度降低時分子鏈動能減少，自由空間減少，當（dāng）溫度升高時，分子鏈段動能增加，自由空（kōng）間也增加：當溫度達到玻璃化時，急劇

產生內聚力，聚合物膨脹，鏈段開始旋轉，鏈段擁有的能量（liàng）足以使鏈段活動起來所以自由空間（jiān）的（de）體積突然增加。

高聚物在玻璃化溫（wēn）度以上（shàng）的總自由體積等於玻璃化溫度下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，隨著溫度的升高物料自由（yóu）體積會增加，其比（bǐ）容也會加大，但（dàn）由於螺槽容積的限製會使物料產生內壓，並有加速

固體床的作用。

當（dāng）高聚（jù）物的（de）物理形態發生（shēng）變化時，許多物理性質如比熱容，比容，密度，導熱係數，膨脹係數，折光指數（shù），介電常數等都跟著變化，因此（cǐ）利

用這些關係可以測定聚合物相變溫度和高聚物性質。

對於理解（jiě）塑料在料筒中（zhōng）加熱，塑料化過程中從加料段向壓縮段（duàn）物態轉變，溫升（shēng），溫升速率，螺杆轉速，背壓等工藝因素的影響將（jiāng）起重要作用。

這些對於控製製品脫模時的物性狀態，頂出溫（wēn）度和頂出時間（jiān）是重要的。

2 熔化溫度（熔點）

熔化溫度是（shì）指結晶型聚合物從高分（fèn）子鏈結構的三維有序態轉變為無序的粘流態時的溫（wēn）度。轉變點（diǎn）（熔（róng）點）對於低分（fèn）子材料（liào）來說，熔化過程是

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，但從高彈態轉變為粘流態的液相時卻沒有明顯的熔

點，而是有一個向粘（zhān）流態轉變的溫度範圍。

對高聚物（wù）來說，玻璃化溫度（dù），熔化溫度或溫度範圍都是變相點。有較明顯的變化（huà）範圍，從分子結構觀（guān）點看，都是大鏈段運動的結果。

一般有增塑劑的聚合物（wù）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（jun1）聚物的熔點要低些（xiē）。

注塑時，料筒的第三段溫度（靠近嘴溫（wēn）的溫度）都要設定在熔（róng）點以上，然後以降低15~20度的溫度梯度依次（cì）設定第二段和第一段的料筒溫（wēn）度

為宜。

3 分解溫度及燃燒特性

熱分（fèn）解（jiě）溫度是指在（zài）氧氣存在條件下，高聚物受熱後開始分解的溫度範圍。依聚合物化學結構式不（bú）同而（ér）有顯著（zhe）的差異，此外還（hái）與物料的形（xíng）態有（yǒu）

關。在注塑過程（chéng）中，無論是在預塑階段還是（shì）在注射階段（duàn），隻要聚合物局部溫度達（dá）到分解溫度，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（de）熱（rè）分解在氧氣充足條件下是（shì）放（fàng）熱反應，產生的（de）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（shàng）

升，產生（shēng）的燃燒熱是（shì）否和體係進行對流，都與熱分（fèn）解溫度，比熱容以及導熱係數等物理性能有密切關係。

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

三聚合物降解及熱穩定（dìng）性

所謂降解，是（shì）指遞解分解作（zuò）用，在高分子化學中，通常是指在化學或（huò）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（fú）射等作（zuò）用下往往（wǎng）發生降解。降解過程實質量大分子鏈（liàn）發生結構變（biàn）化。如發生彈性消失，強度降低，粘度減少（shǎo）或增加等現象。

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

熱降解是指某些聚合物在高（gāo）溫下時間過（guò）長，發黃變色，降解，分解等現象。

聚合物是否容易發生降（jiàng）解，依（yī）其分子內部和分子外部結構有關；是否有分（fèn）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化

劑（jì），如：PVC 分解（jiě）的產（chǎn）物是氯化氫，POM分解產物是甲醛，它們有著加劇高聚物降解的作用。

所謂熱穩定性是指（zhǐ）聚合物在高溫下分子鏈抗化（huà）學分解能力及耐化學變化的溫度熱降解溫度（dù）稱（chēng）為穩定性溫度略高於分（fèn）解溫度。對於某些熱穩定

較差的聚合物，其溫度範圍（wéi）隻有5~15度。

溫度的高低和變化範圍（wéi）對聚合物的降解有影響（xiǎng）外，還有在（zài）溫度場（chǎng）中所經曆的（de）反複加工次數有關。不同的（de）聚合（hé）物在反複加工後熱降解和融熔指

數有著較大的（de）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，抗衝擊PS醋酸纖維素等有下（xià）降的（de）現象。

聚合物在（zài）剪切應力作用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（fā）生解脫，當解脫發生障（zhàng）礙時，分子鏈將（jiāng）受到（dào）

很大的牽引力，當（dāng）超過鏈的強度就發生鏈（liàn）斷裂。

實驗（yàn）證明：剪切應力.剪切速率越高，分子（zǐ）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（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（fā）生的，水解作（zuò）用是由於在聚合物中存在有可以水解的化學基（jī）團（tuán）。如（rú）：酰胺，酯，腈等，或在氧化作（zuò）用下

形成可被水解的基團。如果這（zhè）些基團在分子（zǐ）的主鏈上（shàng），水解作用會使（shǐ）主鏈斷鏈而降解。由於某些聚（jù）合（hé）物（wù）有水解作用，因此對（duì）這些塑料的吸濕

性（xìng）應加以注意。

有的塑料具有（yǒu）吸（xī）濕或凝集水分傾向，因為它們（men）含有極性親水基團（tuán），如ABS, PMMA, PA, PC, PPO等，在注塑中都需要幹燥處理，防此水解。