一， 一（yī）般物（wù）理性能

1總熱容量

總熱容量是（shì）指注塑（sù）物料在注塑工藝溫度下的總熱容量。

2 熔化熱（rè）

熔化熱又稱熔化潛熱，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（lái）熔化高分子結晶結構（gòu）的，所以注塑結晶型聚合

物時要比注塑非結晶型料達（dá）到指定熔化溫度下（xià）所需的能量要多。

對於非結晶（jīng）型聚合（hé）物無需熔化潛熱。使（shǐ）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

比熱容是單位重量（liàng）的物料溫度上升1度（dù）時所需熱量[J/kg.k]。

不同高（gāo）聚物（wù）的比熱容是（shì）不同的，結晶型比非對麵型要高。因（yīn）為加熱聚合物時，補充的熱能不僅要消耗在溫度升（shēng）上，還（hái）要消耗在使高分子結構

的變化上，結晶型必須補充（chōng）熔化潛熱所需的熱淚盈眶量才能使物料（liào）熔化。

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

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

4熱擴散係數

熱擴散係數是指（zhǐ）溫度在加熱（rè）物料中傳（chuán）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（suǒ）需的熱量（比熱容）和材料（liào）吸收熱

量的速度（導熱係數）來決定。

壓力（lì）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（le）材料傳播熱量的速度。導熱係數愈高，材料內熱傳遞愈快（kuài）。由於聚合物導熱係數很低，所以無論在料筒中加熱還（hái）是其熔（róng）體在

模具中冷卻，均（jun1）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：加熱料筒要求（qiú）有一定的厚度，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，采用熱流道模具（jù）等。聚合物導熱係數隨溫度升（shēng）高而

增加。結晶型塑料的導熱係數對（duì）溫度的（de）依賴性要比（bǐ）非結（jié）晶型的顯著。

6 密度與比容

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

動性，耐蠕變性能降低。

在注塑過程中，聚合物經（jīng）曆著冷卻—加熱—冷卻（què）反複的熱過程溫度，梯度（dù）和聚合物形態的（de）變化都很大，所以（yǐ）密度也在不斷（duàn）地發生（shēng）變化，這對

注塑製品（pǐn）質量起著（zhe）重要的影響。

比容反映（yìng）了單位物質所占（zhàn）有的體積。這（zhè）是一個衡（héng）量在（zài）不同工藝（yì）條件下高分子結構所占（zhàn）有的空間，各（gè）種狀態下的膨脹與壓縮（suō），製品的（de）尺寸收縮

等方麵是非常重要的參數。

7 膨脹（zhàng）係數與壓縮係數

比容在恒壓下由溫度而引起（qǐ）的變化，即為（wéi）膨脹係數。聚合物從高（gāo）溫到低溫表現出比（bǐ）容逐漸減少的收縮特性。聚合物比容不（bú）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（gāo）比容減小而密度加大。這種性質對於用壓力來控製（zhì）製品的質（zhì）量和尺寸精度

有重要意義。

二 聚合物的熱物理性能（néng）

1玻璃化溫（wēn）度

聚合物的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（zhě）由後者向前者的較變溫（wēn）度。就是大（dà）分子鏈段（duàn）本身開始變形的溫度當溫度

高於玻璃化（huà）溫度時，大分子鏈開始自由活動，但（dàn）還不是整個分子鏈段的運動。這時表（biǎo）現出（chū）高（gāo）彈性的橡膠性能；當低於玻璃化溫（wēn）度時，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（lí）態。

高（gāo）聚物的自由（yóu）體積理論（lùn）認為，高聚物分子（zǐ）結（jié）構所占有的整個體積分成兩部分。一部分是分子鏈所占有的空間，而另一部分是分子鏈（liàn）之間的自

由空間。當溫度降低時分子鏈動能減少，自由空（kōng）間減少，當溫度升高時，分子（zǐ）鏈段動能增加，自由空間也增加：當溫度（dù）達到玻（bō）璃（lí）化時，急劇

產生內聚力，聚合物膨（péng）脹，鏈段開始旋轉，鏈段擁有的能量足以使鏈段活（huó）動起來所以自由空間的體積突然增加。

高聚物在玻璃化溫度以上的總自由體積等於玻璃化溫（wēn）度下的自由體積（jī）與熱膨脹係數乗\以溫升之（zhī）和。在預塑化時，位於螺槽中的高分子（zǐ）固態物

料，在升（shēng）至玻璃化溫度（dù）以後，隨著溫度（dù）的（de）升高物料自由體積會增加，其比容也會加大，但由於（yú）螺槽容（róng）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（zhì）如比熱容，比容，密度，導熱係數，膨脹係數，折光（guāng）指數，介電常數等都跟著變化，因（yīn）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，塑料化過程中從加（jiā）料段（duàn）向壓縮段物（wù）態轉變，溫升，溫升速率，螺杆轉速，背壓等工藝因素的影響將起（qǐ）重要作（zuò）用。

這些對於控製製品脫模時的物性狀（zhuàng）態，頂（dǐng）出溫度和頂出時間是重要的。

2 熔化溫度（熔點）

熔化溫度是（shì）指結晶型聚合物從高分子鏈結構的三維有序態（tài）轉變為無序的粘流態時的溫度。轉（zhuǎn）變點（熔點）對於低（dī）分（fèn）子材料來說，熔化過程是

非常窄（zhǎi）的，有較明顯的熔點；而對於結晶型高聚物來說，從（cóng）達到玻璃化溫度就開始軟化，但從高彈態轉變為粘流態的液相時卻沒有明顯的熔

點（diǎn），而是有一個向粘流態轉變的溫（wēn）度範圍。

對高聚物來說，玻璃化溫度，熔化溫（wēn）度或溫（wēn）度（dù）範圍（wéi）都是變相點（diǎn）。有較明顯的變化範圍，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（sù）劑的要低，共聚物的熔點要比組（zǔ）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（dìng）在熔點以上，然後以降低15~20度的溫度梯度依次設定第二段和第一段（duàn）的料筒溫度

為宜。

3 分解溫度及燃燒特性

熱分解溫度是指（zhǐ）在（zài）氧氣存在條件下（xià），高（gāo）聚（jù）物受熱後開始（shǐ）分解的溫（wēn）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（sù）過程中，無論是在預塑階段還是在注射階段，隻（zhī）要聚合物局部（bù）溫（wēn）度達到分解溫度，高分子物料就會訊速生成低分子量（liàng）的可燃性物

質。聚（jù）合物的熱分解在氧氣充足條（tiáo）件（jiàn）下是放熱反應，產生的熱會繼續（xù）加熱（rè）聚合物（wù）。當（dāng）聚合物達到（dào）燃點（diǎn）時就會燃燒，燃燒體係的溫度是否（fǒu）會上

升，產（chǎn）生的燃燒熱是否和體係進行對流，都與熱分解溫度，比熱容以及導熱（rè）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（zé）分解出燃燒物質（zhì）不僅會影響（xiǎng）製品質量（liàng），還會腐蝕設備，危害人體。

三聚（jù）合物降解及熱穩定性

所謂降解，是指遞解分解作用，在高分子化（huà）學中，通常是指在化學或（huò）物理（lǐ）作（zuò）用下，聚合物分（fèn）子的聚（jù）合度降低過程，聚合物在熱，力，氧氣，

水及（jí）光輻射等作用下往往發（fā）生降解（jiě）。降解過程實質量大分子鏈發生結構變化。如發生彈性消失，強度（dù）降低，粘（zhān）度減少或增加等（děng）現象。

在注塑中（zhōng）力（lì），水，氧通過溫度對聚降解起重（chóng）要影響，在高溫時氧和水（shuǐ）更能使聚合（hé）物（wù）分解。剪切力的作（zuò）用會（huì）因高溫時聚（jù）合物粘度的（de）降低而減小。

熱降解是指某些聚合（hé）物在高溫下時間過長，發黃變色，降解，分解等現象。

聚合物是否容易發生降解，依（yī）其分子內部和分（fèn）子外部結構有關（guān）；是否有分解的雜質有（yǒu）關；能（néng）引（yǐn）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（wù）是甲醛，它們有著加劇（jù）高聚物降解的作（zuò）用。

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

較差的聚合物，其溫度範圍隻（zhī）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（hái）有在溫度場中所經曆（lì）的反複加工次數有關。不同的聚合物在反複加工後（hòu）熱降解和融熔指

數有著較大的差異。在正常溫度下PS, PC, PP,經數次加工後融熔指數升高的傾向。而PE，抗衝擊PS醋酸纖維素（sù）等有下降的（de）現象。

聚合物在（zài）剪切應力作用下纏結著的大分子在外力作用下，沿力的方向上發生流動，分子鏈之間發生解脫（tuō），當（dāng）解脫發生障礙時，分子鏈（liàn）將受到

很大的牽引力（lì），當超過鏈的強度就發生（shēng）鏈斷裂（liè）。

實驗證明：剪切（qiē）應力.剪（jiǎn）切速率越高（gāo），分子量降解速度越快，斷裂的鏈越短；當提（tí）高加熱溫度或增塑劑含量時，力的降解（jiě）作用會減小。

注塑中某些（xiē）塑料的水解作用是經常發（fā）生的，水解作用是（shì）由於在聚合物中存在有可以水解的化學基團。如：酰胺，酯（zhǐ），腈等，或在氧化作用下

形（xíng）成可被水解的基團。如果這些基團在分子（zǐ）的（de）主鏈上（shàng），水解作用會使主鏈斷（duàn）鏈而（ér）降解。由於某些聚合物有水解作用，因此對這些塑料的吸（xī）濕

性應（yīng）加以注意。

有的塑（sù）料具有（yǒu）吸濕或凝集水分傾向，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理，防此水解。

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