一， 一般物理性（xìng）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（rè），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化高（gāo）分子結晶結構的，所以注塑（sù）結晶（jīng）型聚合

物時要比注塑非結晶型料達到指定（dìng）熔化溫度下所需的能量要多。

對於非結晶型聚合物無需熔化潛（qián）熱。使POM達到注塑溫度（dù）需熱約452/g(100.8cal/g),PS隻需要375J/g即可熔化。

3 比熱容

比（bǐ）熱容（róng）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（rè）容是不同的，結晶型比非對麵型要高。因為加熱聚合（hé）物時，補（bǔ）充的熱能不（bú）僅要消耗在溫度升上，還要消耗在使高分子結（jié）構

的變化上，結（jié）晶型必須補充熔化潛熱所需的熱淚（lèi）盈眶量才能使物料熔化。

注塑過程中，塑料加熱或（huò）冷卻特性是由聚合物（wù）的熱含量與溫差所（suǒ）決定的。熱傳遞速率正比（bǐ）於被加熱材料和熱源之間的溫差。

一般冷卻要比熔化快（kuài），因為大體上料筒與物料溫差小，熔料與模（mó）具溫差大。加熱（rè）時間（jiān）取決（jué）於料筒內壁與料層之（zhī）間的（de）溫差和料層厚度。

4熱擴散係數

熱擴（kuò）散係數是指溫度在加熱物料中傳遞的速度，又稱導熱係數其值（zhí）是由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（xiǎng）較大。

5導熱係數

導熱係數反映了材料傳播熱量的速度。導熱係數愈高，材料內（nèi）熱傳遞愈快。由於聚（jù）合物導熱係（xì）數很低，所以無論在料筒中加（jiā）熱還是其（qí）熔體在

模具中冷（lěng）卻，均需花一定時間。為了提高加熱和冷卻效（xiào）率，需采取一些技術措（cuò）施。如：加熱料筒要求有一（yī）定的厚度，這不僅是考慮強度（dù），同

時也是為了增加（jiā）熱慣性，保證物料能（néng）良好穩定地傳熱，有時還利用聚合物的低（dī）導熱特性（xìng），采用熱流道模具等。聚合物導熱係（xì）數隨溫度（dù）升高而（ér）

增加。結晶（jīng）型塑料的（de）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

密度增加會（huì）使製品（pǐn）中的氣（qì）體和溶劑（jì）滲透率減少，但是使製品的拉伸強度，斷裂（liè）伸（shēn）長，剛度硬度以及軟化溫度提高；使壓縮性，衝擊強度，流

動（dòng）性（xìng），耐蠕變性能降低。

在注（zhù）塑過程中，聚合物經（jīng）曆著冷卻—加熱—冷卻反複的熱過程溫度，梯度和聚合物形態的變化都很大，所以密度也在不斷（duàn）地發生變化，這（zhè）對

注塑製品質量起著（zhe）重要的影（yǐng）響。

比（bǐ）容反映了單位物質所占有的體積。這是一個衡量在不同工藝條件下高（gāo）分子結構所占有的（de）空間（jiān），各種狀態下（xià）的膨脹與（yǔ）壓（yā）縮，製品的尺寸（cùn）收縮

等方麵是非常重要的參數。

7 膨（péng）脹係數與壓縮係（xì）數

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

取決於（yú）壓力。聚合物比（bǐ）容在不同溫度下（xià）都隨壓力而（ér）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製（zhì）品的質量和尺寸精度

有重（chóng）要意義。

二 聚合物的熱物理性能

1玻璃化溫度

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

高於玻璃化溫度時（shí），大分子鏈（liàn）開始自由活動（dòng），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（xìng）能；當（dāng）低於玻璃化溫度時（shí），鏈段被（bèi）

凍結變成堅硬的固態或玻璃態。橡膠的玻璃化溫（wēn）度低於室溫。所（suǒ）以（yǐ）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。

高聚（jù）物的自由體積理論認（rèn）為，高聚物分子結構所占有的整個體（tǐ）積分成兩部分。一部分是分子鏈所占有的空間，而另（lìng）一部分是（shì）分子鏈之間的自

由空（kōng）間。當溫度降低時分子鏈動能減少，自由空間減少，當（dāng）溫度升（shēng）高時，分（fèn）子鏈段動能增（zēng）加，自由空間也增加：當溫度達到玻璃化時，急（jí）劇

產生內聚力，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活動起來所以自由空（kōng）間的體積突然增（zēng）加。

高聚物在玻璃化溫度以（yǐ）上（shàng）的（de）總自由體積等於玻璃化溫度（dù）下的自由體積（jī）與熱膨脹（zhàng）係數乗\以溫升之和。在預塑化時，位於螺槽中的高分（fèn）子（zǐ）固態物

料，在升至玻璃化溫度以後，隨著（zhe）溫度的升高物料自由體（tǐ）積（jī）會增（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（yǒu）加速

固體床的作用（yòng）。

當高聚物的物理形態發生變化時（shí），許多物（wù）理性質如比（bǐ）熱容，比（bǐ）容（róng），密（mì）度，導熱係（xì）數，膨脹係數，折光指數（shù），介電常數等都跟著變化，因此利

用這些關係可以（yǐ）測定聚合物相變溫度和高聚物性質。

對於理解塑料在（zài）料（liào）筒中加熱，塑料（liào）化過程中（zhōng）從（cóng）加料段向壓縮段（duàn）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將（jiāng）起重要作用。

這些對（duì）於控製製品脫模時的（de）物性狀態，頂出溫度和頂出時間是重要（yào）的。

2 熔化溫度（熔點（diǎn））

熔化溫度（dù）是指結晶型聚合物（wù）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（熔點）對於低分子材料來說，熔化過程是

非常窄的，有較明顯的熔點；而對（duì）於結晶型高聚物來說，從達到玻璃化溫度（dù）就（jiù）開始軟化，但從高彈態轉變為粘流態（tài）的液相時卻沒有明顯的熔

點，而是（shì）有一（yī）個向粘流態轉變的溫度範圍。

對高聚物來說，玻璃化溫度（dù），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（gòu）觀點（diǎn）看，都是大鏈段運動的結果。

一般有增塑（sù）劑的聚合物熔點要比（bǐ）無增塑劑的要低（dī），共聚物的熔點要比組成共聚物中較高（gāo）均聚物的熔點要低（dī）些。

注塑時（shí），料（liào）筒的第三段溫度（靠近嘴溫的溫（wēn）度）都要設定在熔（róng）點以上，然後（hòu）以降低15~20度的溫（wēn）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（dù）是指在氧氣存在條件下，高聚物受熱後開始分解的溫度（dù）範圍。依聚合（hé）物化學結構式不（bú）同而有顯著的差（chà）異，此外還與物（wù）料的形態有

關。在注塑過（guò）程中，無論（lùn）是在預（yù）塑階段還是（shì）在注射階段，隻要聚合物局（jú）部溫度達到（dào）分解溫（wēn）度，高（gāo）分子（zǐ）物料就會訊速生成低分子量的可燃性物

質。聚（jù）合物的熱分解在氧氣充足條件下是放熱反應（yīng），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，燃燒體係的溫（wēn）度是否（fǒu）會上

升，產生的燃燒熱是否和體係進行對流，都（dōu）與（yǔ）熱分（fèn）解溫度，比熱（rè）容以及導熱係數等物理（lǐ）性能有密切關係。

注塑時，對聚合物分解溫（wēn）度的控製是十分重要的，否則分解出燃燒物質（zhì）不僅會影響製品質（zhì）量，還會腐蝕（shí）設備，危害人（rén）體。

三聚合物（wù）降解及熱（rè）穩定性

所謂降解，是指遞解分解作用，在高分子化學中，通常是指（zhǐ）在化學或物理作用下，聚合物分子的聚合度降低（dī）過程，聚（jù）合物在（zài）熱，力，氧（yǎng）氣，

水（shuǐ）及（jí）光輻射等作用下往往發生降解。降解過（guò）程實質（zhì）量大分（fèn）子鏈發生結構變（biàn）化。如發生彈性消失，強度降低，粘度減（jiǎn）少或增加等現象。

在注塑中力，水，氧通（tōng）過溫度對聚降解起重要影響，在高溫時氧和水更能使聚合物分解。剪切力的作用（yòng）會因高溫時聚合（hé）物粘（zhān）度的降（jiàng）低（dī）而減小。

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

聚合（hé）物是否容易發生降解（jiě），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（yǐn）起高聚物降解的雜質，一般都（dōu）是熱降（jiàng）解的（de）崔化

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

所謂熱穩定性是指聚（jù）合物在高（gāo）溫下分子鏈抗化學分解能力及耐化（huà）學變化的溫度（dù）熱降解溫度（dù）稱為穩定性溫度（dù）略（luè）高於分解（jiě）溫度。對於某些熱（rè）穩（wěn）定

較差的聚合物，其溫度（dù）範圍隻有5~15度。

溫度的高低（dī）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（de）反複加工次數有關。不同的聚合（hé）物在反複加工後熱降解和融熔指

數有（yǒu）著較大的（de）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醋酸纖維素等有下降的現象（xiàng）。

聚合物在（zài）剪切應力作用（yòng）下纏結著的大（dà）分子在外力作用下，沿（yán）力的方向上發生流動（dòng），分子鏈之間發生解脫（tuō），當解脫發生障（zhàng）礙時，分子鏈將受到

很大的牽引力（lì），當超過鏈（liàn）的強（qiáng）度就發生鏈斷裂。

實驗證明：剪切應力.剪切速率越高，分子量降解速（sù）度越快，斷裂的鏈越短；當提高加熱溫度或（huò）增塑劑含量時，力的降解作用會減小。

注塑中某些塑料的水解作用（yòng）是（shì）經常發生的，水解作用是由於（yú）在聚合物中存在有可以水解的化學基（jī）團。如（rú）：酰（xiān）胺，酯，腈（jīng）等，或在（zài）氧化（huà）作用下（xià）

形成可被水解的基（jī）團。如果這些基團在分子（zǐ）的主鏈上，水解作用會使主鏈斷鏈而降解。由於某些聚（jù）合物有水解作用，因此對這些塑料的吸（xī）濕（shī）

性應（yīng）加以注意。

有的塑料具有吸濕或凝集水分傾向，因為它（tā）們含有極性親水基團，如ABS, PMMA, PA, PC, PPO等，在注（zhù）塑中都需要幹（gàn）燥處理，防此水解。