一， 一般（bān）物理性能

1總熱容量

總熱容量是指注塑（sù）物料在注塑（sù）工藝溫度下的總熱容量。

2 熔化（huà）熱

熔化熱又稱熔化潛熱，是結晶型聚合物（wù）在形成（chéng）或熔化晶體（tǐ）時所需要的能量。這部分能量是用來熔化高分子結晶結構的，所以注塑結晶型聚合

物（wù）時要比注塑非結晶型料達到指定熔化溫度下所需的能（néng）量要多（duō）。

對於非結晶型聚合物無需（xū）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（bǐ）熱容是單位（wèi）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的，結晶型比（bǐ）非對麵型要高。因為加熱聚合物時，補充的熱能不僅要消（xiāo）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（bì）須補充熔化潛熱所需的熱淚盈眶量才（cái）能（néng）使物料熔化。

注塑過程中，塑料加熱或冷（lěng）卻（què）特性是由（yóu）聚合（hé）物的熱含量與溫差所決定的。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，因為大體上（shàng）料筒與物料溫差小，熔料與模具溫差大。加熱時間取決於（yú）料筒（tǒng）內壁與料層之間的（de）溫差和料層厚度。

4熱擴散係數

熱擴散係數是指溫度在（zài）加熱物料中（zhōng）傳（chuán）遞的速度，又（yòu）稱導熱係數其值是（shì）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）料吸收熱

量的速度（導熱係數）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（dǎo）熱係數

導熱係（xì）數反映了材料（liào）傳播熱量的速度。導（dǎo）熱係數愈高，材料內熱傳遞愈快。由於（yú）聚合（hé）物導熱係數（shù）很低，所（suǒ）以無論在料筒（tǒng）中加熱還是其熔體在

模具（jù）中冷（lěng）卻，均需花一定時間。為了（le）提高加熱和冷卻效率，需采取一些技術措（cuò）施。如：加（jiā）熱料筒要求有一定的厚（hòu）度，這不僅是考慮強度，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（shí）還利用聚合物的低導熱特性（xìng），采用熱（rè）流道模具等。聚合物導熱係數隨溫度升高而

增加。結晶型塑料的導熱係數對溫（wēn）度的依賴（lài）性要比非結晶型的顯著（zhe）。

6 密度與比（bǐ）容

密度增加會使製品中的氣體和溶劑滲透率（lǜ）減少，但是使製品的拉伸強度，斷裂伸長，剛度硬度以及軟化溫度提高；使壓縮性，衝擊強度（dù），流

動性，耐蠕變（biàn）性能降低。

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

注塑製品質量起著重要的（de）影響。

比容反映（yìng）了單位（wèi）物質所占有的體積。這是一（yī）個衡量在不同工藝條件下（xià）高分子結構所占有的空間（jiān），各種狀態下的膨脹與壓縮（suō），製品的尺寸收縮（suō）

等方麵（miàn）是非常重要的參數。

7 膨脹係（xì）數與壓縮係數

比容在恒壓下（xià）由溫度而（ér）引起的變化，即為膨脹係數。聚合物從高溫到低溫表現出比容逐漸減少的收縮特性。聚合物比容不僅取（qǔ）決於溫度而且

取決於壓力。聚合物比容在不同溫度下都隨（suí）壓力而變化，壓力增高比容減小而密度加大。這種性質對於用壓力來控製製品的質量和尺寸精度

有重要意義。

二 聚合物的熱物理性能

1玻璃化溫度

聚合物的（de）玻璃化溫度是指線型非結晶型聚合物由玻璃態向高彈態或者由（yóu）後者向前者的較變溫度。就是大（dà）分子鏈段本身開（kāi）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（zhěng）個分子（zǐ）鏈（liàn）段的運動。這（zhè）時表現（xiàn）出高彈性的橡膠性能；當低於玻璃化（huà）溫度（dù）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（shì）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。

高聚物的（de）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）分成兩部分。一部分是分子鏈所占有的空（kōng）間，而另一部分是分子鏈之間的自

由空間。當溫度降低時分子鏈動能（néng）減少，自由空間減（jiǎn）少（shǎo），當溫度升高時，分子鏈段動（dòng）能增（zēng）加，自由空間也增加：當溫度達到玻璃化時，急劇

產生內聚力，聚（jù）合物膨脹，鏈（liàn）段（duàn）開始旋轉，鏈段擁有的能量足以使鏈（liàn）段活動（dòng）起來所（suǒ）以自由空間的體積突然增加。

高（gāo）聚物在玻璃化溫（wēn）度以上的總自由體積（jī）等於玻璃化溫度下的自由體積與熱膨脹係（xì）數乗\以溫升（shēng）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（zhe）溫度的升高物料自由體積會增加，其比（bǐ）容也會（huì）加大，但由（yóu）於螺槽容積的限製（zhì）會使物料產生內壓，並有加速

固體（tǐ）床的作用。

當高（gāo）聚物的物理形態（tài）發生變化時，許多物（wù）理性質如比熱容，比容，密度，導熱係數，膨（péng）脹係數，折光指數，介電（diàn）常數等都跟著變（biàn）化，因此利（lì）

用（yòng）這些關係可以測定聚（jù）合（hé）物（wù）相變溫度和高（gāo）聚物性質（zhì）。

對於理解塑料在料筒中加熱（rè），塑料化過程中從加料段向壓縮段物態（tài）轉變，溫升，溫升（shēng）速率，螺（luó）杆轉速，背壓等工藝因素的影（yǐng）響將（jiāng）起（qǐ）重要作用。

這些對於控製製品脫模時（shí）的物性狀態，頂出溫度和頂出時間是重（chóng）要的。

2 熔化溫度（熔點）

熔化溫度是指結晶（jīng）型聚合物（wù）從（cóng）高分子鏈結構（gòu）的三維有序態轉變為無序的粘流態時的溫度。轉變（biàn）點（熔點）對於低分子材（cái）料來說，熔化過（guò）程是

非常窄的，有較明顯的熔點；而對於結晶型高（gāo）聚物（wù）來說，從達到玻璃化溫度就開（kāi）始軟化，但從高彈態轉變為粘流態的液相時卻沒有（yǒu）明顯（xiǎn）的熔

點，而是有（yǒu）一個向粘流態轉變（biàn）的溫度（dù）範圍。

對（duì）高聚物來（lái）說，玻（bō）璃化溫（wēn）度，熔化溫度或溫度範圍都是變相點。有較明顯的（de）變化範圍，從分子結構觀點看，都是大鏈段運動的結果。

一般有增塑劑的聚合物熔點要比無增塑劑的要低，共聚（jù）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，料筒的第三段溫度（靠近嘴溫的溫度）都要設定在熔（róng）點以上，然後以降低15~20度的溫度梯（tī）度依次設定第二段和第一段的料筒溫度

為宜。

3 分解溫度及燃燒特（tè）性

熱分解溫度是指在氧氣存在條（tiáo）件下，高聚物受熱後開始分（fèn）解的溫度範圍。依聚（jù）合物化學（xué）結構式不同而有顯著的差異，此外還與（yǔ）物料的形（xíng）態有

關。在注（zhù）塑過程中（zhōng），無論是在預塑階段還是（shì）在注射階段，隻要聚合物局部溫度達到分解溫度，高分子物（wù）料就會訊速生成低（dī）分子量的可燃性物

質。聚合物的熱（rè）分解在氧氣充足條件下是放熱反應，產生的熱會（huì）繼續加熱聚合（hé）物。當聚合（hé）物達到燃（rán）點時就會（huì）燃燒，燃燒體係的溫度是否會上

升（shēng），產生的（de）燃燒（shāo）熱是否和（hé）體係進行對流，都與熱分解溫度，比熱容以及（jí）導熱係數等物理性能有密切關係。

注塑時，對聚合物分解溫度的控製是十分重要的，否則分解（jiě）出燃燒物質（zhì）不僅會（huì）影響製品質量，還會腐蝕設備，危害人體。

三聚合物降解及熱穩定性（xìng）

所謂降解，是指遞（dì）解分解作用，在高分子化學中，通常是指在（zài）化學或物（wù）理作用下（xià），聚（jù）合物分子的聚合度降低過（guò）程（chéng），聚合物在熱，力，氧氣，

水（shuǐ）及光輻射等作用下往往發生降解。降（jiàng）解過程實質量大分子鏈發生（shēng）結構變化。如發生彈性消失，強度（dù）降低，粘度減少或增加等現象。

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

熱降解是指某些（xiē）聚合物在高溫下時（shí）間過長，發黃變色，降解，分解等（děng）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關；是否有分解的雜（zá）質有關；能（néng）引起高聚物（wù）降解的雜質（zhì），一般都是熱降解的崔化

劑，如：PVC 分解的產物是氯化氫，POM分解產物是（shì）甲醛，它們（men）有著（zhe）加劇高聚物降解的作用（yòng）。

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

較（jiào）差的聚合物，其（qí）溫（wēn）度範圍隻有5~15度。

溫度的高（gāo）低和變（biàn）化範圍對聚合物的降解有影響外，還有（yǒu）在溫度場中所經（jīng）曆的反複加工次數（shù）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（jīng）數（shù）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（děng）有下（xià）降的現象。

聚合物在（zài）剪切應力作用下（xià）纏（chán）結著的大分子在外力作用下，沿力的方（fāng）向上發生流動，分子鏈之（zhī）間發生解（jiě）脫，當解脫發生障礙時，分子鏈（liàn）將受到

很大的牽引力，當超過鏈的強度就發生鏈斷（duàn）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；當（dāng）提高加熱（rè）溫度或增塑劑含（hán）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中存在有可以水解的化學基團。如：酰胺（àn），酯，腈等，或（huò）在氧化作用下

形成（chéng）可被水解的基團。如果這些基團在分子的主鏈上，水解作用會使主鏈斷鏈而降解。由於某些聚合物有（yǒu）水解作用，因（yīn）此對這些塑料的吸濕

性應加以注意。

有（yǒu）的塑（sù）料具有吸濕或凝集水（shuǐ）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）幹燥處理，防（fáng）此水解。

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