一、一般物理性能

1總熱容量

總熱容量是指注塑物料在注塑工藝溫度下的總熱容量。

2 熔化熱

熔化熱又稱熔化潛熱，是結晶型聚合物在形成或熔化（huà）晶（jīng）體時所需要的能量。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

物時要比注塑非結晶型（xíng）料達到指定熔化溫度（dù）下所（suǒ）需的（de）能量要多。

對於（yú）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隻需要（yào）375J/g即可熔化。

3 比熱容（róng）

比熱容是單位重量的物（wù）料溫度上升1度時所需熱量[J/kg.k]。

不同高聚物的比（bǐ）熱容是不同的，結晶型比（bǐ）非對麵型要高。因為加熱聚（jù）合物時，補充的（de）熱能不僅要消耗在溫度升上，還要消耗（hào）在使高分子結構

的變化上，結晶型必須補（bǔ）充熔化潛熱（rè）所需的熱淚盈（yíng）眶量才能使物料熔化（huà）。

注塑過（guò）程中，塑料加熱或冷卻特性是由聚合物的熱含（hán）量（liàng）與溫差所決定的。熱傳遞速率正比於被加（jiā）熱（rè）材料和熱源之間的溫差。

一般冷卻要比熔化快，因為大體上料筒與物料溫差小，熔料（liào）與模（mó）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（dù）。

4熱擴散係數

熱擴散係（xì）數是指溫度在加熱物料中（zhōng）傳遞的（de）速度，又稱導熱係數其（qí）值是由單位質量的物（wù）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。

壓力對熱擴散係數影響小，溫度對其影響較大。

5導熱係數（shù）

導熱係數反映了材料傳（chuán）播熱量（liàng）的速度。導熱係數愈高，材料內熱傳（chuán）遞愈快。由於聚合物導熱係數很低，所以無論在料筒中加（jiā）熱還是其熔體在

模具中冷卻，均需花（huā）一定時間。為了提高加熱和冷（lěng）卻效率，需采取一些技術措施。如：加熱（rè）料筒（tǒng）要求有一定（dìng）的厚（hòu）度，這（zhè）不僅是（shì）考慮強度，同

時也是為了增加熱慣（guàn）性，保證物料能良好穩定地（dì）傳（chuán）熱，有時還利（lì）用聚合物的低導熱特性（xìng），采用熱流道模具等。聚合物導熱係數隨溫度升高（gāo）而

增加。結晶型（xíng）塑料的導熱係數對溫度的依賴性要比非結晶型的顯著。

6 密度與比容

密（mì）度增加會使製品中的氣體和溶劑滲透率減少（shǎo），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（gāo）；使壓縮性，衝擊強度，流

動性（xìng），耐蠕變性能降低。

在（zài）注塑過程中，聚合物經曆著冷卻（què）—加熱—冷卻（què）反複的熱（rè）過程溫度，梯度和聚（jù）合（hé）物形態的變化都很大，所以密度也在（zài）不斷地發生變化，這對

注塑製品質量起著重要的影（yǐng）響。

比容反映了（le）單位物質所占有的體積。這是（shì）一個衡（héng）量在不同工藝條件下高分子結構所占有的空間，各（gè）種狀態下（xià）的膨脹與壓（yā）縮，製品（pǐn）的尺寸收縮

等方麵是非常重要（yào）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（wéi）膨脹係（xì）數（shù）。聚合物從高溫到（dào）低溫表現出（chū）比容逐（zhú）漸減少的收縮特性。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（duì）於用壓力來控製製品（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（wù）的（de）玻（bō）璃化溫度是指線型非結晶型聚合（hé）物由玻璃態向高彈（dàn）態或者由（yóu）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度

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

凍結變成堅硬的固態或玻璃態。橡膠的玻璃（lí）化溫度（dù）低於室溫。所以橡（xiàng）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。

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

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

產生（shēng）內聚力，聚合物膨脹，鏈段開始旋轉（zhuǎn），鏈段（duàn）擁有的能量足以使鏈段（duàn）活動起來所以自由空間的（de）體積突（tū）然增（zēng）加。

高聚物在玻璃化溫度以上的總自由體積等於玻（bō）璃化溫度下的自由體積與熱膨脹係數乗\以溫升之和（hé）。在預塑化時，位（wèi）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體積會增（zēng）加，其比容（róng）也會加大，但（dàn）由於螺槽容積的限製會使（shǐ）物料產生內壓，並有加速

固（gù）體床的作用。

當高聚物的物理形（xíng）態發生變化時，許多物理（lǐ）性質如比熱容，比容，密度，導熱係數，膨脹係數，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（xiàng）變溫度和高聚物性質。

對於理解塑料在料（liào）筒中加熱，塑料化過程中從加料段向壓縮段物態（tài）轉變，溫（wēn）升，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（tuō）模（mó）時的物性狀態，頂出溫度和頂出時間（jiān）是重要的（de）。

2 、熔化（huà）溫度（熔點）

熔化溫（wēn）度是（shì）指結（jié）晶型聚合物（wù）從（cóng）高分子鏈結構的三維有序態轉變為無序的粘（zhān）流態時的溫度。轉（zhuǎn）變（biàn）點（熔（róng）點）對於（yú）低分子材料來說，熔化過（guò）程是

非常窄的，有較明顯（xiǎn）的熔點；而（ér）對於結晶型（xíng）高聚物來說，從達到玻璃化溫度（dù）就（jiù）開始軟化，但從高彈（dàn）態轉（zhuǎn）變為粘流態的液相時卻沒有明顯的熔

點，而是有一個向（xiàng）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（yǒu）較明顯的變化範圍，從分子結構觀點看，都是大（dà）鏈段運（yùn）動的結（jié）果（guǒ）。

一般有增塑劑的聚合物熔點要比（bǐ）無增塑劑的要低，共聚物的熔點要比組成共聚物中（zhōng）較高（gāo）均聚物的熔點（diǎn）要（yào）低些。

注塑時（shí），料筒的（de）第三段溫度（靠近嘴溫的溫度（dù））都要設定在熔點以（yǐ）上，然後（hòu）以降（jiàng）低15~20度的溫度梯度依（yī）次設定第二段和第一段的（de）料筒溫度

為（wéi）宜。

3 、分解（jiě）溫度及燃燒特性（xìng）

熱分解溫度（dù）是（shì）指在氧氣存在條件下，高聚物受熱後開始分解的溫（wēn）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（yǔ）物料的形態（tài）有

關。在注塑過程中，無論是（shì）在預塑階段還是在注（zhù）射階段（duàn），隻要聚合物局部溫度達（dá）到分解溫度，高分（fèn）子物料就會訊速生（shēng）成低分子量的可燃性物

質。聚合物的熱分解（jiě）在氧氣充足條件下是放熱反應，產生的熱會（huì）繼（jì）續（xù）加熱（rè）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

升，產生的燃（rán）燒熱（rè）是否和體係進行（háng）對流，都與熱分解溫度，比熱容以（yǐ）及（jí）導熱係數等物理性能有密切關係。

注（zhù）塑時，對聚合物分解溫度的控製（zhì）是十分重要（yào）的（de），否則分解出燃燒物質不僅會影響製品質量，還會腐蝕設備，危害人體。

三、聚合物降（jiàng）解及熱穩定性

所謂降解，是（shì）指遞解分解作用，在高分子（zǐ）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（jiàng）低過程，聚合物在熱，力，氧氣（qì），

水及光輻射等作用下往往發生降解。降解過程實（shí）質量大分子鏈發生結構變化。如發生彈性消失（shī），強度降低，粘（zhān）度（dù）減少或增加等現象。

在注塑（sù）中力，水，氧通過溫度對聚降解起重要影響（xiǎng），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（xiǎo）。

熱降（jiàng）解是（shì）指某些聚合物（wù）在高溫下時間過長，發黃變色，降解，分解等現象。

聚合物是否容易發（fā）生降解，依其分子內部和分子外部結（jié）構有（yǒu）關；是否有（yǒu）分解的雜質（zhì）有關；能引（yǐn）起高聚物（wù）降解的雜（zá）質，一般都是熱降解的崔化

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

所謂（wèi）熱穩定性是指聚合物在高溫下分子鏈（liàn）抗化學分（fèn）解能力及耐化學（xué）變化的溫度熱降解溫度稱為（wéi）穩定性（xìng）溫度略高於分解溫度。對於某些熱（rè）穩定

較差的聚合物，其溫度範圍隻有5~15度。

溫（wēn）度的高低和變化範圍對聚合（hé）物的降解有影響外，還有在溫度場中（zhōng）所經曆的反複加工次數有關。不同的聚（jù）合物在反複加工後熱降解和（hé）融熔指

數有著較大的差異。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（chōng）擊PS醋酸纖維素等有下降的現（xiàn）象。

聚合（hé）物在剪（jiǎn）切應力（lì）作用下纏（chán）結著的大分子（zǐ）在外力作用（yòng）下，沿力（lì）的方向上發生流（liú）動，分子鏈之間發生解脫，當解脫發生障礙時，分子鏈（liàn）將（jiāng）受到

很大的（de）牽引力，當超過（guò）鏈（liàn）的（de）強度就發生鏈斷（duàn）裂（liè）。

實驗證明：剪切（qiē）應力.剪切速率越高，分子量降解速度越快，斷裂的鏈越短；當提（tí）高加（jiā）熱溫度或增塑劑含（hán）量時，力的降（jiàng）解作用會（huì）減小。

注塑中（zhōng）某些塑（sù）料的水解作用是經（jīng）常發生的（de），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，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。由於某些聚合物有水解作用，因此對這些塑料的吸濕

性應加以注意。

有的塑料具（jù）有吸濕或凝集水（shuǐ）分傾向，因（yīn）為它（tā）們含有極性親水基（jī）團，如ABS, PMMA, PA, PC, PPO等，在注塑（sù）中都需要幹燥處理，防此水解。