一（yī）， 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（chēng）熔化潛熱，是結晶型聚（jù）合物在形成或熔（róng）化晶體時所（suǒ）需要（yào）的能量。這部分（fèn）能量是（shì）用來熔化高分子結晶結（jié）構的，所以注塑結晶型聚合

物時要比注塑（sù）非結晶型料達到指定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熱。使POM達到注塑溫度需熱約452/g(100.8cal/g),PS隻需要375J/g即可熔化。

3 比熱容

比熱容是單位重量的物料（liào）溫度上升1度時所需熱量[J/kg.k]。

不同高（gāo）聚物的比熱容是不同的，結晶型比非對麵型要高（gāo）。因為加（jiā）熱聚合物時，補（bǔ）充的（de）熱能不僅要（yào）消（xiāo）耗在溫度升上，還（hái）要消耗在使（shǐ）高分子結構（gòu）

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

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

一（yī）般冷卻要比熔化快，因為大體上料筒與物（wù）料溫（wēn）差小，熔料與模具溫（wēn）差大（dà）。加熱時間取決於料筒（tǒng）內（nèi）壁與料（liào）層之間的溫差和料（liào）層厚度。

4熱擴散係數

熱擴（kuò）散係（xì）數是指溫度在加熱物料中傳遞的速度，又稱導（dǎo）熱係數其值是由單（dān）位質量的物料溫（wēn）度升高1度（dù）時所需的熱量（比熱容）和材料吸收熱（rè）

量的速度（dù）（導熱係數）來決定。

壓力對熱擴散係（xì）數影響小（xiǎo），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（sù）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是其熔體在

模具中冷卻，均需花一（yī）定時（shí）間。為了提高加熱和冷卻效率，需（xū）采取一些技術措施。如：加熱料筒要（yào）求有一（yī）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（ér）

增加。結晶型塑料（liào）的導熱係數對溫度（dù）的依賴性要（yào）比非結（jié）晶型的顯著。

6 密度與比容（róng）

密度增加會使製品中的氣體和溶（róng）劑滲透率減少，但是使製品的拉伸強度，斷裂（liè）伸長，剛度硬度以及軟化溫度提高；使壓縮性，衝擊（jī）強度（dù），流

動性（xìng），耐蠕變性能降低。

在注塑過程中，聚合物經曆著冷卻—加熱—冷卻反（fǎn）複的（de）熱過程溫度，梯度和（hé）聚合物（wù）形態的（de）變化都很大，所以密度也在不斷地發（fā）生變化，這對

注塑製品質量起著重要的影響。

比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（yì）條件下高分子結構所（suǒ）占有的空（kōng）間，各種狀態（tài）下的膨脹（zhàng）與壓縮，製品的（de）尺寸收縮

等方麵是非常重（chóng）要（yào）的參數。

7 膨（péng）脹係數與（yǔ）壓縮係數

比（bǐ）容在恒壓下由溫度而引起的變化，即為膨（péng）脹係數。聚合物從高（gāo）溫到低溫表現出比容逐漸減少（shǎo）的收縮特性。聚合物比容不僅取決於溫度而（ér）且

取決於壓力。聚合物比容在不同溫（wēn）度下都（dōu）隨壓（yā）力而變化，壓力增高比容（róng）減小而密度加大。這（zhè）種性質對於用壓力來控製製品的質量和尺寸（cùn）精度（dù）

有重要意義（yì）。

二 聚合（hé）物的熱物（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（jié）晶型聚合（hé）物由玻璃態向（xiàng）高彈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（dù）時，大分子鏈開（kāi）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（yú）玻璃化溫度時，鏈段被

凍結變成堅硬的（de）固態或玻（bō）璃態。橡（xiàng）膠的玻璃化溫度低於室溫。所（suǒ）以（yǐ）橡（xiàng）膠在常溫下處於高彈態。而其（qí）它塑料在常溫下是處於脆韌性的玻璃態。

高聚物的自（zì）由體積理論認為，高聚物分子結構所占有的整個體積分成兩部分。一部分是（shì）分子鏈所占有的空間，而另（lìng）一部分是分子鏈之（zhī）間（jiān）的自

由（yóu）空間。當溫度降低時（shí）分子（zǐ）鏈動能減少（shǎo），自由空間減少，當溫度升高時，分（fèn）子（zǐ）鏈段動能增加，自由（yóu）空間也增加：當溫度（dù）達到玻璃（lí）化時（shí），急劇

產生內聚力，聚合物膨脹，鏈段開始旋轉，鏈段擁有的能量足以使（shǐ）鏈段活動起來所以自由空間的體積突（tū）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度下的自由體積與（yǔ）熱膨脹係數乗\以溫升之和。在預塑化時，位（wèi）於螺槽中的高分子固態物

料，在升至（zhì）玻璃化溫度以後，隨著溫度（dù）的升高物料自由體積會增加，其比容（róng）也會加（jiā）大，但由於螺槽容積的限製會使物料產生內壓，並有加速

固體床（chuáng）的作用。

當高（gāo）聚物的物理形態發生（shēng）變化（huà）時，許多物理性質如比熱容，比容（róng），密度（dù），導熱係數，膨脹係數，折（shé）光指數，介電（diàn）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（duì）於理解塑料在（zài）料筒中加熱，塑料化過（guò）程中從加料段向壓（yā）縮段物態（tài）轉（zhuǎn）變，溫升（shēng），溫升（shēng）速率，螺杆轉速（sù），背壓等工藝（yì）因素的影響將起重要作用。

這些對於控製製（zhì）品脫（tuō）模時的物性狀態，頂出溫度和頂出時間是重要的。

2 熔化溫度（熔點）

熔（róng）化溫度是指結晶型聚合（hé）物從高分子鏈結構的三維有序態轉變（biàn）為無序的粘流態時的溫度。轉變點（熔點）對於低分子（zǐ）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（xíng）高聚物（wù）來說，從達到玻璃化溫度就開始軟（ruǎn）化，但從（cóng）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）有一個向（xiàng）粘流態轉變的溫度範圍（wéi）。

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。有較明顯的變化範圍，從分子結構觀點看，都是大鏈（liàn）段運動的結果。

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

注塑時，料筒的第三段（duàn）溫度（靠近嘴溫（wēn）的溫度）都要設定在熔點以上，然後（hòu）以降低15~20度的溫度梯度依次設定第二段和（hé）第（dì）一段的（de）料筒溫度

為宜。

3 分解溫度及燃燒特性

熱分解溫（wēn）度（dù）是指在氧氣存在條件下，高聚（jù）物受熱後開始分解（jiě）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（yì），此外還（hái）與物料的形態有

關（guān）。在注（zhù）塑過程中，無論是在預塑階段還（hái）是在注射階段，隻要聚合物局部溫度（dù）達到分解溫度，高分子物料就會訊速生成（chéng）低分（fèn）子量（liàng）的可燃性物

質。聚合物的熱（rè）分解在氧氣充足條件下是（shì）放熱反（fǎn）應，產（chǎn）生的（de）熱會繼續加熱聚合物。當聚合物（wù）達到燃點時就會燃燒，燃燒體係的溫度是否會（huì）上

升，產生的燃燒熱是否和（hé）體係進行對流，都與熱分解溫度，比熱（rè）容以及導熱係數等物理性能有密（mì）切（qiē）關（guān）係。

注塑（sù）時，對聚合物（wù）分解溫度的（de）控製是十分重要的，否則分解出燃燒物質不僅會影響（xiǎng）製品質量，還會腐蝕（shí）設備，危害人體。

三聚合物降解及熱穩定性

所謂降解，是指遞（dì）解分（fèn）解作用，在高（gāo）分（fèn）子化學中，通常是指在化學或物理作用下，聚合物分子的聚合度降低過程（chéng），聚合物在熱，力，氧氣，

水及光輻射等作用下往往發生降解。降解過程（chéng）實質量大分子鏈發生結構變化（huà）。如（rú）發生彈性消失（shī），強（qiáng）度降低，粘度減少或增加等（děng）現象。

在注塑中力，水，氧通過溫（wēn）度對聚降解起重（chóng）要影響，在高溫時氧和水更能使聚（jù）合物分解。剪切力的作（zuò）用會（huì）因高溫時聚合物粘（zhān）度的降低而減小（xiǎo）。

熱降解是指某些（xiē）聚（jù）合物在高溫下時間過長，發黃變色，降解，分解等現象。

聚合物（wù）是否容易發生降解（jiě），依（yī）其分子內部和分子外部結構有關；是否有（yǒu）分解的雜質（zhì）有關（guān）；能引起（qǐ）高聚物降解（jiě）的雜（zá）質，一般都是熱降解的崔（cuī）化

劑，如：PVC 分解（jiě）的產物是氯化氫，POM分解產物是甲醛，它（tā）們有著加劇高（gāo）聚物降（jiàng）解的作用。

所謂熱穩定性是指聚合物在（zài）高溫下分子鏈抗化學分解（jiě）能（néng）力及耐化學變化的溫度熱降解溫度稱為穩定性（xìng）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（de）高低和變化範圍對聚合物的（de）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。不同的聚合物在反複加工後熱降解和融熔指

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（róng）指數升高的傾向。而PE，抗（kàng）衝擊PS醋酸纖（xiān）維素（sù）等有下降的現象。

聚合物（wù）在剪切應力作用下纏結著的大分（fèn）子在外力作用下（xià），沿力的方向上發生流動，分子鏈之間發生解脫，當解（jiě）脫發生障礙時，分子（zǐ）鏈將（jiāng）受到

很大的牽引力（lì），當超過鏈的強度就（jiù）發生鏈斷裂。

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

注塑中某些塑料的水（shuǐ）解作用是經常發生的，水解作用是由於在聚合（hé）物中存在有可以水解的化（huà）學基團。如：酰胺，酯，腈（jīng）等，或在氧化作用下

形成可被（bèi）水解的基團。如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（wù）有（yǒu）水解作用，因此對這些塑料的吸濕

性應加以注（zhù）意（yì）。

有的塑料具（jù）有吸濕或（huò）凝集（jí）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（sù）中都需要幹燥處（chù）理，防此水解（jiě）。

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文章關鍵詞：塑（sù）料性能