一， 一般物理性（xìng）能

1總熱容量

總熱（rè）容量是（shì）指注（zhù）塑物（wù）料在注塑工藝溫（wēn）度下的總熱容量。

2 熔化熱

熔化熱又稱（chēng）熔化潛熱，是結晶型聚合物在形成或熔化晶體（tǐ）時所需（xū）要的能量。這部分能量是用來熔化高分子結晶結（jié）構（gòu）的，所以注塑結晶型聚（jù）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（de）能量要多（duō）。

對於非結晶（jīng）型聚合物無需熔化潛熱。使POM達（dá）到注塑溫度需熱（rè）約452/g(100.8cal/g),PS隻需要375J/g即可熔化。

3 比熱容（róng）

比熱（rè）容是單位重量的物料溫度上升1度時（shí）所（suǒ）需熱量[J/kg.k]。

不同高（gāo）聚物（wù）的比熱（rè）容是（shì）不同的，結晶型比非對麵型要高。因為加熱聚合物時，補充的（de）熱能不僅要消耗在溫度（dù）升上，還要消耗在（zài）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能使物料熔化。

注塑過程中，塑料加熱或冷卻特性是由聚合物的熱（rè）含量（liàng）與溫差所決定的。熱（rè）傳遞速率正比於被加熱材（cái）料和熱源（yuán）之間的溫差。

一般冷卻要比熔（róng）化快，因為大體上料筒與物料溫差小，熔料與模具溫差大。加熱時間取決於料筒內壁與料層之（zhī）間的溫差和料層厚度（dù）。

4熱（rè）擴散係數

熱擴散係數是指溫度（dù）在（zài）加熱（rè）物料中傳（chuán）遞（dì）的速度，又稱導熱係數其值是由單位質（zhì）量的物料（liào）溫度升高（gāo）1度時所需的熱（rè）量（比（bǐ）熱容）和材料（liào）吸收熱

量的速度（導熱係數）來決定（dìng）。

壓（yā）力對熱擴散係數影響小，溫度對其影響較大。

5導熱係數

導熱係數反映了材料傳（chuán）播熱量的速度。導熱係數愈高，材（cái）料內熱傳遞愈快。由於聚合物導熱係數很低，所（suǒ）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。為了提高加熱和冷卻效率，需采取一些技術措施。如（rú）：加熱（rè）料筒要求有一定的厚度（dù），這不僅是考慮強度，同

時也是為了增加熱慣性，保（bǎo）證物料能良好穩（wěn）定地傳熱，有（yǒu）時（shí）還利用聚合（hé）物的（de）低導熱特性，采用熱流道模具等。聚合物導熱係數隨溫（wēn）度升高而

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

6 密度（dù）與比（bǐ）容

密度增加會使製品（pǐn）中的氣體和溶劑滲透率減（jiǎn）少，但是使製品的（de）拉伸（shēn）強（qiáng）度（dù），斷裂伸長，剛度硬度以及軟化溫度提（tí）高；使壓縮（suō）性，衝擊強度，流（liú）

動性，耐蠕變性能（néng）降低。

在（zài）注塑過程中，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）的變化都很大，所以密度也（yě）在不斷地發生變化，這對

注塑製品質量起著重要的影響。

比容（róng）反映了單位物（wù）質所占有的體積。這是一（yī）個衡量在不同（tóng）工藝條件下高分子結構所占有（yǒu）的空間，各種狀態下的膨脹與壓縮，製品的尺寸收縮

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（wéi）膨脹係數。聚合物從高溫到低溫表現出比容逐漸（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。聚合物比容在不同溫度（dù）下都隨壓力而變化，壓力增高比容減（jiǎn）小（xiǎo）而密度加大。這種性（xìng）質對於用壓力來控製製品的質量和尺寸精（jīng）度

有重要意義。

二 聚合物的熱（rè）物（wù）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（bō）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度

高於玻璃化溫度時，大分子鏈開始自由活動，但還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（wēn）度時，鏈（liàn）段被

凍結變成堅硬的固（gù）態或（huò）玻璃（lí）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（tā）塑料在常溫下是處於脆韌性的（de）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（jī）分成兩部分。一部分是分（fèn）子鏈所占有的空間，而另一部分是分（fèn）子鏈之間的自

由空間。當（dāng）溫度（dù）降低時分子鏈動（dòng）能減（jiǎn）少，自由（yóu）空間減少，當溫度（dù）升高時，分子（zǐ）鏈段動能增加，自由空間也增加：當溫度達到玻璃化時（shí），急劇

產生內聚力，聚合物膨脹，鏈段開始旋（xuán）轉，鏈段擁有的能量足以（yǐ）使鏈段活動起來所以自由空間的體積（jī）突然增加。

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

料，在升至玻璃化溫度以後（hòu），隨著（zhe）溫度（dù）的升高物料自（zì）由體積（jī）會增加，其比容也會加大，但由於螺槽容積的限製會使物（wù）料產（chǎn）生內壓，並有加速

固體床的作用。

當高聚物的物理形態發（fā）生變化時，許多物理性（xìng）質如比熱容，比容，密（mì）度，導熱係數，膨脹係數，折光指數，介（jiè）電常數等都跟著變化，因此利

用這些關係可以測定聚合物（wù）相變溫度和高聚物性質。

對於理解塑（sù）料在料筒中加熱（rè），塑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（gǎn）轉速，背壓等工藝因素的影響（xiǎng）將起重要（yào）作用。

這些對於（yú）控製製品脫模時的物性狀態，頂出溫度和頂出時間是重要的（de）。

2 熔化溫（wēn）度（熔點）

熔化溫度是指結晶型聚合物從（cóng）高分子鏈結構的三（sān）維有序態轉變為無序的粘流態時（shí）的溫度。轉變點（熔點）對於低分子材料來說，熔化（huà）過程是

非常窄的，有較明顯的熔點；而對於結晶型高聚物來說，從（cóng）達到（dào）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（yǒu）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（wēn）度，熔化溫度或溫度範圍都是變相點。有較明顯的變化範圍，從分子結構觀點看，都是大鏈段運動（dòng）的結果。

一般有增塑劑的聚合物（wù）熔點要比（bǐ）無增（zēng）塑（sù）劑的要低，共聚物的熔點要比組（zǔ）成共聚物中較高（gāo）均聚物的熔點要低些。

注塑（sù）時，料筒的第三（sān）段溫（wēn）度（靠近嘴溫的（de）溫度）都要設定在熔點以（yǐ）上（shàng），然後以（yǐ）降低15~20度的溫度梯度依次設（shè）定第（dì）二（èr）段和第一段（duàn）的料筒溫度

為宜（yí）。

3 分解溫度及（jí）燃（rán）燒特性

熱分解溫度是（shì）指在氧氣存在條件下，高聚物受熱後開始分解的（de）溫度範圍。依聚合（hé）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。在注塑過程中，無論（lùn）是在預塑階段還是在注射階段，隻要聚合（hé）物（wù）局部（bù）溫度達到分（fèn）解溫度，高分（fèn）子物料就會訊速（sù）生成低分子量的可燃性物

質。聚合物的（de）熱分（fèn）解在氧氣充足（zú）條件下是放熱反應，產生的熱會繼續加熱聚合物。當聚合物達到燃點時就會燃燒，燃（rán）燒體係（xì）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，都與熱分解溫（wēn）度，比熱容以及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（fèn）重要的，否則分解出燃（rán）燒物質不僅會影響製品質量，還（hái）會腐蝕設（shè）備（bèi），危（wēi）害人體。

三聚合物降解及熱穩定（dìng）性

所謂降解，是指遞解分解作用，在（zài）高分（fèn）子化學中，通常是指在（zài）化學（xué）或物理作用（yòng）下，聚合物分子的聚合度降低過程，聚合物在熱，力，氧氣，

水及光輻（fú）射等作用下往往發生降解。降解（jiě）過程實質量大分子鏈發生結構變化。如發生彈性消失，強度降（jiàng）低，粘度減少或增加等現象。

在注（zhù）塑中力，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（fèn）解。剪切力的作（zuò）用會因高（gāo）溫時（shí）聚合物粘度的（de）降低而減小。

熱降解（jiě）是指某些聚合物在高溫下（xià）時間過長，發黃變色，降解，分解等現象。

聚合物是否容易發生降解，依其分子內部和分子（zǐ）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，一般都是熱降解的崔化

劑，如：PVC 分解的產（chǎn）物是氯化氫，POM分解產物是（shì）甲醛，它們有著加劇（jù）高（gāo）聚物降解的作用。

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

較差的聚合物，其溫度（dù）範圍隻（zhī）有（yǒu）5~15度。

溫度（dù）的高低和變化範圍對聚合物的降（jiàng）解有影響外，還有在溫度場（chǎng）中所經曆的反（fǎn）複加工次數有關。不同的聚合物在反複加工後熱（rè）降解和（hé）融（róng）熔指

數有著較大的差異（yì）。在正常溫度下（xià）PS, PC, PP,經數次加工（gōng）後融熔指數升高的傾向。而PE，抗衝擊PS醋酸（suān）纖（xiān）維素等有下降的現象。

聚合（hé）物在剪切應力作用（yòng）下纏（chán）結著的大分子在外力作用下，沿力的方向上發（fā）生流動，分子鏈之間發（fā）生解脫，當解脫（tuō）發（fā）生障礙時，分子鏈將受到

很大的牽引力，當超過鏈的強度就發生鏈斷裂（liè）。

實驗（yàn）證明（míng）：剪切應力.剪切速率越高，分子量降解速度越快，斷裂的鏈越（yuè）短；當提高加熱溫度或增塑劑含（hán）量時，力的降解作用會（huì）減小。

注塑中某些（xiē）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（zhōng）存（cún）在有可以（yǐ）水解的化學基團。如：酰胺，酯，腈（jīng）等，或在氧化作（zuò）用下

形成可被水解的基團（tuán）。如（rú）果這些基團在分子的主鏈上，水解作用會使主（zhǔ）鏈斷鏈而降解。由（yóu）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。

有的塑料具有吸濕（shī）或凝集水分傾（qīng）向，因為（wéi）它們含有極性親水（shuǐ）基團，如ABS, PMMA, PA, PC, PPO等，在注塑中都需要幹燥處理（lǐ），防此水解。