一（yī）， 一般物理性能

1總熱容量

總熱（rè）容量是指（zhǐ）注塑物料在注塑工藝溫（wēn）度下的總熱容量。

2 熔化熱

熔化熱又（yòu）稱熔化潛熱，是結晶型聚（jù）合物在（zài）形成或熔化（huà）晶體時所需要的能量。這部分能量是用來（lái）熔化高分子結晶結構的，所以注塑結晶型聚（jù）合

物時要比注塑（sù）非結晶型料達到指定熔化溫（wēn）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達到注塑溫度（dù）需熱約452/g(100.8cal/g),PS隻需要（yào）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1度時所需（xū）熱量[J/kg.k]。

不同高聚物的比熱容是不同的（de），結晶型比非對麵型要高。因為加熱聚合物時，補充的熱能不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，結晶型必須補充熔化潛熱所需的熱淚盈眶量才（cái）能使（shǐ）物料熔化。

注塑過程（chéng）中，塑料（liào）加熱或冷卻特性是（shì）由聚合（hé）物的熱含量與溫差所決定（dìng）的。熱傳遞速率正比於被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（tǐ）上料筒與物料溫差小，熔料（liào）與（yǔ）模（mó）具溫差大（dà）。加熱時（shí）間取決（jué）於料筒內壁（bì）與料（liào）層之間的溫差和（hé）料層（céng）厚度。

4熱擴散係數

熱擴散係數（shù）是指溫度在加熱物料（liào）中傳遞的速度，又稱導熱係數其值是由（yóu）單位質量的物料（liào）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（rè）係數）來決定。

壓（yā）力對熱擴散係數影（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傳播熱量的速度。導熱係數愈高，材料內（nèi）熱傳遞愈快。由（yóu）於聚合物導熱係數很低（dī），所以無論在料筒中加熱還是其熔體在

模（mó）具（jù）中冷卻（què），均需花（huā）一定時間。為了提高加熱（rè）和冷卻效率，需采取（qǔ）一些（xiē）技術措施。如：加熱料（liào）筒要求有一定的厚度，這不僅是考慮強（qiáng）度，同

時也是為了增加熱慣性，保證物料能良好穩定（dìng）地傳熱，有時還利用聚（jù）合物的低（dī）導熱特性（xìng），采用熱流（liú）道模具等。聚合物導熱係數隨（suí）溫度升高而

增加。結晶型塑（sù）料的導（dǎo）熱（rè）係數對溫度的依賴性要比非結晶型的顯著。

6 密度（dù）與比容

密度增加會使製品中的氣體（tǐ）和溶劑滲透（tòu）率減少，但是使製品的拉伸強（qiáng）度，斷裂伸長，剛度硬度以及軟化溫度提高；使（shǐ）壓縮性，衝擊強度，流

動性，耐（nài）蠕變性能降低（dī）。

在注塑（sù）過程中，聚合物經曆著冷卻—加熱—冷卻反複的熱過程溫度，梯度和聚合物形態（tài）的變（biàn）化都（dōu）很大，所以密度也在不斷地發生變化，這對

注塑製（zhì）品質量起著重要的影響（xiǎng）。

比容反映了單位物（wù）質（zhì）所占有的體積。這是一（yī）個衡量在（zài）不同工（gōng）藝條（tiáo）件下高分子結構所占有（yǒu）的空間，各種狀態下（xià）的膨脹與壓縮，製品的尺寸收縮（suō）

等方（fāng）麵是（shì）非常重要的參數。

7 膨脹（zhàng）係數與（yǔ）壓縮係數（shù）

比容在恒壓下由溫度而引起的（de）變化，即為膨脹（zhàng）係數。聚合物（wù）從高溫到低溫表現出比（bǐ）容逐漸減少的收（shōu）縮特性（xìng）。聚合物比容不（bú）僅取決於溫度而且

取決（jué）於（yú）壓力。聚合（hé）物比容（róng）在不同溫度下都隨壓（yā）力而變化，壓力增（zēng）高比（bǐ）容減小而密度（dù）加大。這種性質對於用壓（yā）力來控製製品（pǐn）的質量和尺寸精度

有重要意義。

二 聚合物的熱物理（lǐ）性（xìng）能

1玻璃化溫度

聚合物的玻璃（lí）化溫（wēn）度是指線型非（fēi）結晶型聚合（hé）物由玻璃（lí）態向高彈態或者由後者向前者的較變溫度。就（jiù）是大分子鏈段本身（shēn）開始變形（xíng）的溫度當溫度

高於玻璃化溫度時，大分子鏈開始自由（yóu）活動（dòng），但還不是（shì）整（zhěng）個分子鏈段的（de）運動。這時表現出高彈性的橡膠性能；當低於玻璃化（huà）溫度時，鏈段被

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

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

由（yóu）空間。當溫度降低時（shí）分子鏈動能減（jiǎn）少，自由空（kōng）間減少，當溫度升高時，分子鏈段（duàn）動（dòng）能增加，自由空間也（yě）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（yōng）有的能量足以使鏈段活動起來所以自由空間的體積突然增加。

高聚物（wù）在（zài）玻璃化溫度以上的總自（zì）由體積等於玻璃化溫度下的自由體積與熱膨脹係數乗\以溫升之和。在預塑化時，位於螺槽中的高（gāo）分子固態物

料，在升至（zhì）玻璃化溫度以後，隨著（zhe）溫度的（de）升高物料自由體積會增（zēng）加，其比容也會加大（dà），但由於螺槽容積的限製（zhì）會使物料產生內壓，並（bìng）有加速

固體床的作用（yòng）。

當高聚物的物理形態發生變化時（shí），許（xǔ）多物理性質如比熱容，比容，密（mì）度，導熱係（xì）數（shù），膨脹係數，折光指數，介電常數等都（dōu）跟著（zhe）變化（huà），因此利

用這些關係可以測定聚合物相變溫度和高聚（jù）物性（xìng）質（zhì）。

對於理解塑料在料筒（tǒng）中加熱，塑（sù）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（yā）等工藝因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（hé）頂出時間是重要的。

2 熔化溫度（熔點）

熔化溫度（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（zhān）流態時的溫度。轉變點（熔點）對於低分子材料來說，熔化過程是

非常窄的（de），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（liú）態的液相時卻沒有明顯的熔（róng）

點（diǎn），而是（shì）有（yǒu）一個向粘流態轉變的溫（wēn）度範圍。

對高（gāo）聚物來說，玻璃化溫度，熔（róng）化溫度或溫度範圍都是變相點。有（yǒu）較（jiào）明顯的變化範圍，從（cóng）分子結構觀點看，都是大鏈段運動的結果。

一般有增（zēng）塑劑的聚合物熔點（diǎn）要比無增塑劑的要低，共（gòng）聚物的熔點要比組成（chéng）共聚物（wù）中較高均聚物的熔點（diǎn）要低（dī）些。

注塑（sù）時，料筒的第三段溫度（靠近嘴溫的（de）溫度）都要設定在熔點以上，然後以降（jiàng）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（wēn）度（dù）

為宜。

3 分解溫度及燃（rán）燒特性

熱分解溫度是指在氧氣存在條件下，高聚物受熱後開始分解的溫度範圍。依（yī）聚合物化學結構式（shì）不（bú）同而有顯著的差異，此外還與物料的形態有

關。在注塑過程中，無（wú）論是（shì）在預塑階（jiē）段還是在注射階段，隻要聚合物局部溫度達到分解溫（wēn）度，高分子物料就（jiù）會訊速生成低分子量的可（kě）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（xù）加（jiā）熱聚（jù）合物。當聚合物達到燃點時就會燃（rán）燒，燃燒體（tǐ）係的溫度是否會上

升（shēng），產（chǎn）生的燃（rán）燒熱是否和體係進行對流，都（dōu）與熱（rè）分解溫度，比熱容以及導熱係數（shù）等物理性能有密（mì）切關係。

注塑時，對聚合（hé）物分解（jiě）溫度的（de）控製是十分重要的，否則分解出燃燒物（wù）質不僅會影響（xiǎng）製品質量，還會腐蝕設備，危害人體。

三聚（jù）合物降解及熱穩定性

所謂降解（jiě），是指遞解分解作用，在高（gāo）分子化學中，通常是指在化學或物理作用下，聚（jù）合物分子的聚合度（dù）降低過程，聚合物在熱，力，氧氣，

水及光輻射（shè）等（děng）作用下往往發生降解。降解過（guò）程實質量大分子鏈發生結構變化。如發生彈性消失，強度降低，粘度減（jiǎn）少或增加等現象。

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

熱降解是指某些聚合物在高溫下時間過長，發黃變色，降解，分（fèn）解（jiě）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構有（yǒu）關；是否有分解的雜（zá）質有關；能引起高聚（jù）物（wù）降解的雜質（zhì），一般都是熱降解的崔化

劑，如：PVC 分解的產物（wù）是氯（lǜ）化（huà）氫，POM分解產物是甲醛，它們有著加劇高聚物降解（jiě）的作（zuò）用。

所謂熱穩定性是指聚合物在（zài）高溫（wēn）下分子鏈抗化（huà）學（xué）分（fèn）解能力及（jí）耐化學變（biàn）化的溫度熱降解溫度稱為穩定性溫度略高（gāo）於分解溫度。對於某些熱（rè）穩定

較差的聚合物，其溫（wēn）度範圍隻有5~15度。

溫度的高低和變化（huà）範圍對聚合（hé）物的降解有影響外，還有在溫度（dù）場中所經曆的反複加（jiā）工次數有關。不同的（de）聚合（hé）物在反複加工後熱降（jiàng）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（jiā）工後融熔指數升高的傾向。而PE，抗衝擊PS醋酸纖維素等有下降的現象。

聚合物在剪（jiǎn）切應力作用下纏結著的大（dà）分子在外力（lì）作用下，沿力的方向上（shàng）發生（shēng）流動，分子（zǐ）鏈之間發生解脫，當解（jiě）脫發生障礙時，分子鏈將受到

很大的牽引力（lì），當超過鏈的強度就發生鏈（liàn）斷裂。

實驗證（zhèng）明：剪切應力.剪切速率越高，分子量降解速度越快（kuài），斷裂（liè）的鏈越短；當提高加熱溫（wēn）度（dù）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（de）水（shuǐ）解作用是經常發生的，水（shuǐ）解作用是由於在聚合物中存在有可以（yǐ）水解的化學基團。如：酰胺，酯，腈等，或在氧化作用下

形成可被（bèi）水解的基團。如果這（zhè）些（xiē）基團（tuán）在分子的主鏈上，水解作用會使主鏈斷鏈而降（jiàng）解。由於某些聚合物有水解作用，因此對這（zhè）些塑料的吸濕

性（xìng）應加（jiā）以注意（yì）。

有的（de）塑料具有吸濕或凝集水分傾向，因為它們（men）含有極性親水基團，如ABS, PMMA, PA, PC, PPO等，在注塑中都需要（yào）幹（gàn）燥處理，防此水解。

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