一（yī）、一般物（wù）理性能

1總（zǒng）熱容量

總熱容量是指注塑物料在注塑工藝溫度下的總熱容（róng）量。

2 熔化熱

熔化熱又稱熔（róng）化潛熱，是結晶型聚合（hé）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）化高分子結晶結構的，所以注塑結晶型聚合

物時要比注塑非結晶型料達到指定熔化溫度下（xià）所需的能量要多。

對於非結晶型聚合物無需熔化潛熱。使POM達到注塑溫度需熱約452/g(100.8cal/g),PS隻需（xū）要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度時所需熱量[J/kg.k]。

不同高（gāo）聚物（wù）的比（bǐ）熱容是不同的，結晶型比非（fēi）對麵型要高。因為加熱聚合物時，補充的熱（rè）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（jié）晶（jīng）型必須（xū）補充熔（róng）化潛熱所需的熱淚盈眶量才能使物料熔化。

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

一般冷卻要比熔化快，因為大體上（shàng）料（liào）筒與物料溫差小，熔料與模（mó）具溫差大。加熱時（shí）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（sàn）係數

熱擴散係數（shù）是指溫度（dù）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度時所需的（de）熱量（liàng）（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，溫度對其影響較大。

5導熱係數

導熱係（xì）數反映了材料傳播熱量的速度。導熱係數愈高，材料內熱傳遞愈（yù）快。由於聚合物導熱係數很低，所以無論在料筒中加熱還（hái）是（shì）其熔（róng）體在

模具（jù）中冷卻，均需花（huā）一定時間。為了（le）提高加熱和冷卻效率，需（xū）采取（qǔ）一些技術措施。如：加熱料（liào）筒要求有（yǒu）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（yǒu）時還利用聚合物的低導熱特性，采用熱流道模具等。聚合物導熱係數隨溫度升高而

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

6 密度與比容

密度增加會使製品中的氣體和溶劑滲透率減少，但是使製（zhì）品的拉（lā）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（hé）物經曆著冷卻—加熱—冷卻反複的熱過程溫度，梯度和（hé）聚合物形態的變化都很大，所以密度（dù）也在不斷地發生變（biàn）化（huà），這對

注塑製品質量起著重要的（de）影響。

比容反映（yìng）了單位物質所占有的體積。這是一個衡量（liàng）在不同工藝條件下高分子結構所占有的空間，各種狀態下的膨脹與壓縮，製品（pǐn）的尺寸收縮（suō）

等方麵是（shì）非常（cháng）重要（yào）的參數。

7 膨脹係數與壓縮係數

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

取決於壓力。聚合物比（bǐ）容（róng）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（dà）。這種性質（zhì）對於用壓力來控製製品的質量和尺寸精度

有（yǒu）重要意義。

二 、聚合物的熱物（wù）理性能

1、玻璃化溫度

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

高於（yú）玻璃化溫度（dù）時（shí），大分子鏈開始自由活動，但還不是整個（gè）分子鏈段的運動。這時表現出高彈性的橡膠性能（néng）；當低（dī）於玻璃化溫度（dù）時（shí），鏈段被

凍結變成堅硬的固態或玻璃態（tài）。橡膠（jiāo）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（liào）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，高聚物分子結構所（suǒ）占有的整個體積（jī）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自

由空間。當溫度降低（dī）時分子鏈動能減少，自由空間減少，當溫（wēn）度升高時，分（fèn）子鏈段動（dòng）能增（zēng）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（duàn）擁有的能量足以使鏈段活動起來所以自（zì）由空間的體積突然增加。

高聚（jù）物在玻璃化溫度（dù）以（yǐ）上的總自由體積等於玻璃化溫度下的（de）自由體積與熱膨脹係數乗\以（yǐ）溫升之（zhī）和。在預塑化時，位於螺（luó）槽中的（de）高（gāo）分子固（gù）態（tài）物

料，在升至玻璃化溫度以後，隨著溫度的升高物料自由體積會增加，其比容（róng）也（yě）會加大，但由（yóu）於螺槽容積的限（xiàn）製（zhì）會使物料產生內壓，並有加速

固體床的作用。

當高聚（jù）物的物（wù）理形態發生變化時，許多物理（lǐ）性質如比熱容，比容，密度（dù），導熱係數，膨脹係（xì）數，折光指數，介電常數等都跟著變化，因此利

用這些關係可以測定聚合物相變溫度和高聚物性質。

對於理解塑料在料筒中加熱，塑（sù）料化過程中（zhōng）從加料段向壓縮段物態轉變，溫升，溫升（shēng）速率，螺杆轉速，背壓等工藝因素的影響將起重要作（zuò）用。

這些對於控製製（zhì）品脫模時（shí）的（de）物性狀態，頂出溫度和頂出時間是重要的。

2 、熔化溫度（熔點（diǎn））

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

非常窄（zhǎi）的，有（yǒu）較明（míng）顯的熔點；而（ér）對於結晶型高聚物來說，從達到玻（bō）璃化溫度就開始軟化，但從（cóng）高彈態（tài）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。

對高聚物來（lái）說，玻（bō）璃化溫度，熔化溫度或（huò）溫度範（fàn）圍都是（shì）變相（xiàng）點。有較（jiào）明顯的變化範圍（wéi），從分子結構觀點看，都是大鏈段運動的（de）結果。

一般有增塑劑的聚合物熔點要比無增塑劑的要低，共（gòng）聚物的熔點要比組成共聚物中較高均聚物（wù）的熔點要低些（xiē）。

注塑時，料筒的第三（sān）段溫度（靠近嘴溫的（de）溫度）都（dōu）要設（shè）定在熔（róng）點以上（shàng），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

為宜。

3 、分（fèn）解溫度及燃燒特性

熱分解溫度是指（zhǐ）在（zài）氧氣存在（zài）條件（jiàn）下，高聚物受熱後開始分解的溫度範（fàn）圍。依聚合物化學結構式不同而有顯著的差異，此外還與物（wù）料的形（xíng）態有

關。在注塑過程中，無論是在預塑階段還是在注射階段，隻要聚合物局部（bù）溫度達到分解溫度，高分子物料就會訊速生成低分子量的可燃（rán）性物

質。聚合物的熱分解在氧氣充（chōng）足條件下是放熱反應，產生的熱會繼續（xù）加熱聚合物。當聚合物（wù）達到燃點時就會燃燒，燃燒體係的溫度（dù）是否會上

升，產生的燃燒熱是否和體係進行對流，都（dōu）與熱分解溫度，比熱容以及（jí）導熱係數等（děng）物理性能有密切關（guān）係。

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

三、聚合物降解及熱穩定性

所謂降（jiàng）解，是指遞解分解（jiě）作用，在高（gāo）分子化學中，通常（cháng）是（shì）指在化學或物理作用（yòng）下，聚合物分子的聚合度降低（dī）過程，聚合物在熱，力，氧氣，

水（shuǐ）及（jí）光輻（fú）射等作用下往（wǎng）往發（fā）生降解。降解過程實質量大分（fèn）子鏈發生結（jié）構變化。如發生彈性消失，強度降（jiàng）低，粘度減少（shǎo）或（huò）增加等現象。

在注塑（sù）中（zhōng）力，水，氧通過溫度對聚降解（jiě）起重（chóng）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而減小。

熱降解是指某些聚合（hé）物（wù）在高溫下（xià）時間過長，發黃變色，降解，分解等（děng）現象。

聚（jù）合（hé）物是否容易發生降解，依其分子內部和分子外部結構有關；是否有分解的雜質有關；能引起高聚物降解的雜質，一般都是熱降（jiàng）解的崔化

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

所謂熱穩定性是指聚合物（wù）在高溫下分子鏈抗化學（xué）分解能力及耐化（huà）學變化的溫度熱（rè）降解溫度（dù）稱為穩定性溫度略（luè）高於分（fèn）解溫度。對於某些熱穩定

較差的聚合物（wù），其溫度範圍隻有5~15度。

溫度的高低和變化範圍對聚合物的降解有影響外，還有在溫度場中所經曆的反複加工次數有關（guān）。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（dà）的差異。在正常溫度下PS, PC, PP,經數次加工後（hòu）融熔（róng）指數升高的傾向。而PE，抗衝擊PS醋酸纖維（wéi）素等有下降的現（xiàn）象。

聚合物在剪切應力（lì）作用下纏結著的大分子在（zài）外力（lì）作用下，沿力的方向上發生流動，分子鏈之間發生（shēng）解脫，當解脫發生障礙時，分（fèn）子鏈將受到

很大的牽引力（lì），當超過鏈的強度就發生鏈斷裂。

實驗證明：剪切應力.剪切速率越（yuè）高，分子量（liàng）降解（jiě）速度越快，斷裂的鏈越短；當提高加（jiā）熱溫度或增塑劑（jì）含量時，力的（de）降解作用會減小。

注塑中某些塑料的水解作用是（shì）經（jīng）常發（fā）生的，水解作用（yòng）是（shì）由於在聚合物中存在有可（kě）以水解的化學基團。如：酰胺，酯，腈等，或在氧化（huà）作用下

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

性應加以注意。

有的塑料（liào）具有吸濕或凝（níng）集水分傾向，因為它們含有極（jí）性親水基團，如ABS, PMMA, PA, PC, PPO等，在注塑中都（dōu）需要幹燥處理（lǐ），防此水解。