一， 一般物理性能

1總熱容量

總熱容量是指注塑物料在（zài）注塑工藝溫度下的總熱容（róng）量。

2 熔化熱

熔（róng）化熱又稱熔化潛（qián）熱，是結晶型聚合物在形成或熔化晶體時所需要的能量。這部分能量是用來熔（róng）化（huà）高分子結晶結（jié）構的，所以注塑結晶型聚合

物時要比注塑（sù）非結晶型（xíng）料達（dá）到指定熔化溫度下所需的能（néng）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（sù）溫度需熱約452/g(100.8cal/g),PS隻需要375J/g即（jí）可熔化。

3 比熱容

比熱（rè）容是單位重量的（de）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（de），結晶型比非對麵型（xíng）要高。因（yīn）為加熱聚合物時，補充（chōng）的熱能不僅要消耗在溫度升上（shàng），還要消耗在使高（gāo）分子結構

的（de）變化上，結晶型必須補充熔化潛熱所需的熱淚盈眶量才能使（shǐ）物料熔化。

注塑過程中，塑料加熱或冷卻特性是由聚合（hé）物的熱含量與溫差所決定的。熱傳遞速率正比於（yú）被加熱材料和熱（rè）源之間的溫差。

一般冷（lěng）卻（què）要（yào）比熔化快，因（yīn）為大體上料筒與（yǔ）物料溫差小，熔料與（yǔ）模具溫差大。加熱時間取決於料筒內壁與料層之間的溫差和料層厚度。

4熱擴散係數

熱擴散係數是指溫度在加熱物料中（zhōng）傳遞的速度，又稱導熱係數其值是由（yóu）單位質量的物料溫度（dù）升高1度時所需的熱量（比熱容）和材料吸收熱

量（liàng）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（qí）影響較大。

5導熱係數

導熱係數反映了材料傳播熱量（liàng）的速度。導熱係數愈高（gāo），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其熔體在

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

時（shí）也是為了增加熱慣性，保證物料能良好穩定地傳熱（rè），有時還利（lì）用聚合物的低導（dǎo）熱特性，采用熱流（liú）道模具等。聚合物導熱係數（shù）隨溫度升高而

增加。結晶型塑料的（de）導熱係數對溫度的依賴性要比非（fēi）結晶型的顯著。

6 密度與比（bǐ）容（róng）

密度增加會使製品中（zhōng）的氣體（tǐ）和溶劑滲透率減少，但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（jī）強度（dù），流

動性，耐蠕（rú）變性能降（jiàng）低。

在注塑過程中，聚合物經曆（lì）著（zhe）冷卻—加熱—冷卻反複（fù）的（de）熱過程溫度，梯度和聚合物形態的變化都很（hěn）大，所以密度也在不斷地（dì）發生變化，這對

注塑製（zhì）品質量起著重要的影響。

比容反映（yìng）了單位物質所占有的體積。這是（shì）一個衡量在不同工藝條件下高分子結構所占有的空間，各種狀態下（xià）的膨脹與壓縮，製品的尺寸（cùn）收縮

等方麵是非常重要的參數。

7 膨脹係數與壓縮係數

比容在恒壓下由溫度而引起的變化，即為膨脹（zhàng）係數。聚合物從高溫到低溫表現出比容逐漸減（jiǎn）少的收縮特性。聚合物比容（róng）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都隨壓力而變化，壓力增高比容減小而密度加大。這種（zhǒng）性質對於用壓力來控製製（zhì）品的質量（liàng）和尺寸精度

有（yǒu）重要意義。

二 聚合物的熱物理（lǐ）性能

1玻璃化溫度

聚合物的玻璃化溫度是指線型非結晶型聚（jù）合物由玻（bō）璃態向高（gāo）彈態或者由後（hòu）者向前者的較（jiào）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（dù）時，大分子鏈開始自由活動，但（dàn）還不是整個分子（zǐ）鏈段的運動。這時表現出高彈性的（de）橡膠性能；當低於玻璃化溫度時（shí），鏈（liàn）段被

凍結變成堅硬的固態或玻璃態。橡膠的（de）玻璃（lí）化溫（wēn）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（xìng）的玻璃態。

高聚物的自由體積理論（lùn）認為，高聚物分子結構所占有的整個體積分成兩（liǎng）部分。一部（bù）分是分子鏈所占有的空間（jiān），而（ér）另一部分是分子鏈之間的自

由空（kōng）間。當溫度降低時分子鏈動能（néng）減（jiǎn）少，自由空間減少，當溫度升高時，分子鏈段動能（néng）增加，自由空間也增加：當溫度達到玻璃（lí）化時，急劇

產生內聚力，聚合物膨脹，鏈（liàn）段開始旋（xuán）轉，鏈段（duàn）擁有（yǒu）的能量足（zú）以使鏈段活動起來（lái）所以自由空間的體（tǐ）積突然增加。

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由體積與熱膨脹係數乗\以（yǐ）溫升之和（hé）。在預（yù）塑化時，位於螺槽中的高分子固態物

料，在升至玻璃（lí）化溫度以後，隨著（zhe）溫度的升高物料自由體積會（huì）增（zēng）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

固體床的作用。

當高聚物的物理形態發生變化時，許多物理性質如比熱容（róng），比容，密度，導熱係（xì）數（shù），膨脹係（xì）數，折光指數，介電常（cháng）數等都（dōu）跟著變化（huà），因此利

用這些關（guān）係可以測定聚合物相變溫度和高（gāo）聚物性質。

對於理解塑料在料筒中加熱（rè），塑料化過程中（zhōng）從加料（liào）段向壓（yā）縮段物態（tài）轉變，溫升，溫升速（sù）率，螺杆轉速，背壓等工藝（yì）因素的影響將起重要作用。

這些對於控製製品脫模（mó）時的物性狀態，頂出溫度和頂出時間是重要的。

2 熔化溫度（熔點）

熔化溫度是指結晶型聚合物從高分子鏈結構的（de）三維有序態轉變為無（wú）序的粘流（liú）態時的溫度。轉變點（熔（róng）點）對於低分子材料來說，熔化（huà）過程是

非常窄的，有較明顯的熔（róng）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（biàn）為粘流態的液相時卻沒有明顯的熔

點，而是有一個向粘流態轉變的溫度範圍。

對高聚物來說，玻璃化溫度，熔化溫度或溫度範圍都是變相點。有較明（míng）顯的變化範圍，從分（fèn）子結構觀（guān）點（diǎn）看（kàn），都是大鏈段運（yùn）動的結果。

一（yī）般有增塑劑的聚合物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（jiào）高均聚物的熔點要低些（xiē）。

注塑時，料筒的第三段溫（wēn）度（靠近嘴溫的溫度（dù））都要設定在熔點以上，然後以降低15~20度的溫度梯度依（yī）次設定第二段（duàn）和第（dì）一段的料筒溫度

為宜。

3 分解溫度及燃燒特性

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

關。在注（zhù）塑過程中，無論是在預塑階段還是在注射階段，隻要聚合物局部溫度達（dá）到分解溫度，高分子物料（liào）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（tiáo）件下是放熱反應，產生的熱會繼續加熱（rè）聚（jù）合物。當（dāng）聚合物達到燃點時就會燃燒，燃燒體係的溫度（dù）是否會上

升，產生的燃（rán）燒熱是否和（hé）體係進行對流，都與熱分解溫度（dù），比熱容以及導熱係數（shù）等物理性能有密切關係（xì）。

注塑時，對聚合物分解（jiě）溫度的控（kòng）製是十分重要的，否（fǒu）則分解出燃燒物（wù）質不僅會影響製品（pǐn）質量，還會腐（fǔ）蝕設備，危（wēi）害人體。

三聚合物降解及熱穩（wěn）定性

所謂降（jiàng）解，是指遞解分解（jiě）作用，在高分子化學中，通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（shuǐ）及光輻射（shè）等作用下往往發生降（jiàng）解。降解過程實（shí）質（zhì）量大分子鏈發生（shēng）結構變化。如發生彈性消失，強度降低（dī），粘度減少或增（zēng）加等現象。

在（zài）注塑中力，水，氧通過溫度對聚（jù）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（yīn）高溫時聚合物粘度的降低而減（jiǎn）小。

熱降解是指某些聚合物在高溫下時間過長，發黃變色（sè），降（jiàng）解，分解等（děng）現象。

聚合物是否容易發生降解，依其分子內部和分子外部結（jié）構有關；是（shì）否有分解的雜質有關；能引起高聚物降解的雜質，一般都（dōu）是熱降解的崔化（huà）

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

所謂熱穩定性（xìng）是指聚合物在高溫下分子（zǐ）鏈抗化學分解能力及（jí）耐（nài）化學變化的溫度熱降解（jiě）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（gāo）低和變化範圍對聚合物的降解有影（yǐng）響外，還有在溫度場中所經曆（lì）的（de）反複加工次數有關。不同的聚合物（wù）在反複加工（gōng）後（hòu）熱降解和融熔指

數有（yǒu）著較大的差（chà）異。在正常溫度下（xià）PS, PC, PP,經數次加（jiā）工後融熔指數升高的傾向（xiàng）。而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（zhe）的大分子在外力（lì）作用下，沿力的方向上發生（shēng）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

很大的（de）牽引力，當超過鏈的強度就發（fā）生鏈斷裂。

實驗證（zhèng）明：剪切應力.剪（jiǎn）切速（sù）率越高，分子量（liàng）降解速度越快，斷裂的（de）鏈越短；當提高加熱溫度或增塑劑含量時，力（lì）的降解作用會減小。

注（zhù）塑中某些塑料的（de）水解（jiě）作用是經（jīng）常發生的，水解作用是由於在聚合物中（zhōng）存在有可以水解的化學基團。如：酰胺（àn），酯，腈等，或在氧化作用下

形成可被水解的基團。如（rú）果這些基團在分子（zǐ）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（jiě）作用，因此對這些塑料的（de）吸濕

性應加以注意。

有的塑料具有吸（xī）濕或凝集水分傾向，因為它們含有極性親水基團，如ABS, PMMA, PA, PC, PPO等，在注塑中都需要幹燥處（chù）理，防此水（shuǐ）解。

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文章關鍵詞：塑料（liào）性能