一， 一（yī）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，是結晶型聚合物在形成（chéng）或熔化晶體時所需要的能量。這部分能（néng）量是用來熔化（huà）高分子結晶結構的，所以注（zhù）塑結晶型聚合

物時要比注塑非結晶型料達到指定（dìng）熔化溫度下所（suǒ）需的能量要多。

對於非結晶型聚合物無（wú）需熔化潛熱（rè）。使POM達到注塑溫（wēn）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（chóng）量的物料（liào）溫度上升1度時所需熱量[J/kg.k]。

不同高聚物的比熱容是不同的，結晶型比非對麵型要高（gāo）。因為加熱聚合物時，補充的熱能（néng）不僅要消耗在溫度（dù）升上，還要消（xiāo）耗在（zài）使高分子結構

的變化上，結晶型（xíng）必須補充熔化（huà）潛熱所需的熱淚盈眶量（liàng）才能（néng）使物料熔化。

注塑過程中，塑料加熱或冷卻特性（xìng）是由聚合物（wù）的熱含量（liàng）與溫差所（suǒ）決定的。熱傳遞速率正比於（yú）被加熱材料（liào）和熱源之間的溫（wēn）差。

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

4熱（rè）擴散係數

熱擴散係數是指溫度在加熱物料（liào）中傳遞的速度，又稱（chēng）導熱係數其值是由單位質量的物料溫度升高1度時（shí）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（xì）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播熱量的速度。導熱係數（shù）愈高，材料內熱傳遞愈快。由於聚合（hé）物導熱係數很低，所（suǒ）以（yǐ）無論在料筒中加熱還是其熔（róng）體（tǐ）在

模具中冷卻，均需（xū）花一定時間。為了（le）提高加熱和冷卻效率，需采取一些（xiē）技術措（cuò）施。如：加熱料筒（tǒng）要求有（yǒu）一定的厚度，這不僅是（shì）考慮強度，同

時也是為了（le）增加熱慣性，保證物料能良好穩（wěn）定地傳（chuán）熱，有（yǒu）時還利（lì）用聚合物的低導（dǎo）熱特性，采用熱流道模具等。聚合物導熱係數隨溫度升高而

增加。結晶型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（zēng）加會使製品中的氣體（tǐ）和溶劑滲透率減少，但（dàn）是使製（zhì）品（pǐn）的拉（lā）伸強度，斷裂伸長（zhǎng），剛度（dù）硬度以及（jí）軟化溫度提高；使壓縮性，衝擊強度，流

動性，耐蠕變性（xìng）能降低。

在注塑過程中，聚合（hé）物（wù）經曆著冷卻—加熱—冷卻反複的熱過程溫度（dù），梯度和聚合物形態（tài）的變化都很大，所以密度也在不斷地（dì）發生變化，這對

注塑製品質量起著重要的影響。

比容（róng）反映了單位物質所占有的體積。這是一個衡量在不同（tóng）工藝條件下高分子結構所占有的空（kōng）間，各種狀態下的膨脹與壓縮（suō），製品的尺寸收縮

等方麵是非常重要（yào）的參數。

7 膨脹係數（shù）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（zhàng）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（jù）合物比容不僅取決於溫度而且

取決於壓（yā）力。聚合（hé）物比容在不同溫度下都隨壓力而變化，壓力增高比容（róng）減小而（ér）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（yǒu）重要意（yì）義（yì）。

二 聚（jù）合物的熱物理性能

1玻璃（lí）化溫度

聚合物的玻璃（lí）化溫度是指線型（xíng）非結晶型聚合物（wù）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（kāi）始自由活動，但（dàn）還不是整個分（fèn）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（shí），鏈段被

凍（dòng）結變成（chéng）堅硬的固態或玻璃態。橡膠的玻（bō）璃化溫度低於室溫（wēn）。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（yú）脆韌性的玻璃態。

高聚物的自由體積理論認為，高聚（jù）物分（fèn）子結構所（suǒ）占有的整個體積分成（chéng）兩部分。一部分是分子鏈所占有的（de）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（shí），分（fèn）子鏈段動能增加，自由空間也增加：當溫度達到玻（bō）璃化時，急劇

產生（shēng）內聚力，聚合物膨脹，鏈段開（kāi）始旋轉，鏈段擁有的能量足以（yǐ）使鏈段活動起來所以自由空間的（de）體積突然增加。

高聚物在玻璃化溫度以上的總（zǒng）自由體（tǐ）積等於玻璃化溫度下的自由體積與熱膨脹係數乗\以溫升之和。在（zài）預塑化時，位於螺槽中的（de）高分子固態物（wù）

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加，其比容也會加大，但由於螺槽容積的限製會使物（wù）料產生（shēng）內壓，並有加（jiā）速

固體床的作用（yòng）。

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

用（yòng）這些關係可以測定聚合物（wù）相變（biàn）溫度和高（gāo）聚物性質。

對於理解塑料在料筒中加熱，塑料化過（guò）程中從加料段向壓縮段物態轉變，溫升，溫升速率，螺杆轉速，背（bèi）壓等工藝因素的影響將起重要作用（yòng）。

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

2 熔化溫度（熔點）

熔化溫度是指結晶型聚合物從高分子鏈結構的三維有序態轉變為（wéi）無序的粘（zhān）流態時的溫（wēn）度（dù）。轉變點（熔點）對於低分子材料來說，熔化過程是

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

點，而是（shì）有一個向粘流態轉變的溫度範圍。

對高聚物（wù）來說（shuō），玻璃化溫度，熔化溫度或溫度範圍都是變相（xiàng）點。有較明顯（xiǎn）的變化範圍，從分子結（jié）構觀點看（kàn），都是大鏈段運動的結果。

一（yī）般有增（zēng）塑劑（jì）的聚合物熔點要比（bǐ）無增塑劑的要低，共（gòng）聚物的熔點要比組成共聚物中（zhōng）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（de）溫（wēn）度）都要設定在熔點以上，然後以降低15~20度的溫度梯度依次設（shè）定（dìng）第二段和第一段的料筒溫度

為宜。

3 分解溫度及燃燒特性

熱分解（jiě）溫度是指在氧氣存（cún）在條件（jiàn）下，高聚物受熱後開始分解的溫度範圍。依聚合物（wù）化學結構式不同而有顯著的差異，此外（wài）還與物料的形態有

關。在注（zhù）塑過程中，無論是在預塑階（jiē）段還是在注射階段，隻要聚合（hé）物（wù）局部溫度達到（dào）分解溫度，高分子物料就會訊速生成低分子量的可燃性物（wù）

質。聚合物（wù）的熱（rè）分解在氧（yǎng）氣充足條件（jiàn）下（xià）是放熱反應，產（chǎn）生的熱會繼續加熱聚合物。當聚合物達到燃（rán）點時就會燃燒，燃燒體係的（de）溫度是否會上

升，產生的燃燒熱是否和體係進行對流，都與熱分（fèn）解溫度，比熱容以（yǐ）及導熱係數等物理性能有密切（qiē）關係。

注塑時，對聚合物分解溫度的控製是十分重要的，否（fǒu）則分解出燃燒物質不僅會（huì）影響製品（pǐn）質量，還會腐蝕設備，危害人體。

三聚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（xué）中，通（tōng）常是指在化學或物理（lǐ）作用下，聚合物分子的（de）聚合度（dù）降低過程，聚合物在熱，力，氧氣，

水（shuǐ）及光輻射等作用下往往發生降解。降解過程實質量大分子鏈發生結構（gòu）變化。如發生彈性消失，強度降低，粘度減少或增加等（děng）現象。

在注塑中力（lì），水，氧通過溫度對聚降解起（qǐ）重要影響，在高溫時氧和水更能使聚合物分解（jiě）。剪切力（lì）的作用會因高溫時聚合物粘度的（de）降低而減小。

熱降解是指（zhǐ）某些聚合物在高溫（wēn）下時間（jiān）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（qí）分子內部和分子外部結構有關；是否有分解的雜質（zhì）有關；能引起高聚物（wù）降解的雜質，一般都是熱降解的崔化

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

所謂熱穩定性是（shì）指聚合物在高（gāo）溫下分子鏈抗（kàng）化學分（fèn）解能力及耐化學（xué）變化的溫度熱降解溫度稱（chēng）為穩定性溫（wēn）度略高於分（fèn）解溫度。對於某些熱穩定

較差的聚合物，其溫度（dù）範圍隻有5~15度。

溫度的高低和（hé）變化範圍對聚合物的（de）降解有影響外，還有（yǒu）在溫度（dù）場中所經曆的反（fǎn）複（fù）加工次（cì）數有（yǒu）關。不同的聚合物在反複加工後（hòu）熱降解和融熔指

數（shù）有著較大（dà）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（xiàng）。而PE，抗衝擊PS醋酸纖維素等有下降（jiàng）的現象。

聚合物在剪切應力作用下纏結著的（de）大分（fèn）子在外力作用下，沿力的方向上發生流（liú）動（dòng），分子（zǐ）鏈之間發生解脫（tuō），當解脫發生障礙時（shí），分子（zǐ）鏈將受到

很大的牽引力，當超過鏈的強度就發生鏈（liàn）斷裂。

實（shí）驗證明：剪切應力.剪切速率越高，分子量（liàng）降（jiàng）解速度（dù）越快（kuài），斷裂的（de）鏈越短；當提高加熱溫度或增塑劑含（hán）量時，力的降解作用會減小。

注塑中某些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存在有可以水解的化學基團。如：酰胺，酯，腈等，或在（zài）氧化作用下

形成可被（bèi）水（shuǐ）解的基團。如（rú）果這些基團在分子（zǐ）的主鏈上，水解作用會使（shǐ）主鏈斷鏈而降解。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）或凝集水分傾向，因為它們含（hán）有極性親（qīn）水基團，如ABS, PMMA, PA, PC, PPO等，在（zài）注塑中都需要（yào）幹（gàn）燥（zào）處理，防此水解。