一、一（yī）般（bān）物理性（xìng）能

1總熱容量

總熱容量（liàng）是指注塑物料在注塑工藝溫度下的總熱容量。

2 熔化（huà）熱

熔化熱又稱熔化潛熱，是結（jié）晶型聚合物在（zài）形成或熔化晶體時所（suǒ）需要的能量。這部分能量是用來熔化高分子結晶結（jié）構（gòu）的，所以注塑結晶型聚合（hé）

物時要比注（zhù）塑非結晶型料達到指定熔化溫度（dù）下所需的能量（liàng）要多。

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

3 比熱容

比熱容是單位重量的物料溫度上升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。因為加熱聚（jù）合物時，補充（chōng）的（de）熱（rè）能不（bú）僅要消耗在溫度升上，還要消耗在使高分子結構

的變化上（shàng），結晶型必須補充熔化潛熱（rè）所需的熱淚盈眶量（liàng）才能使物料熔化（huà）。

注塑過程中，塑料（liào）加熱或冷（lěng）卻特性是（shì）由聚合物的熱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（zhī）間的溫差。

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

4熱（rè）擴散係數（shù）

熱擴散係（xì）數是指溫度在加熱物料（liào）中傳遞（dì）的速度，又稱導熱係數其值（zhí）是由（yóu）單位質量的物料溫度升高1度時所需的熱量（比熱（rè）容）和材料吸（xī）收熱

量的速度（導熱係數）來決定。

壓力對熱擴散係數影響小，溫度對其影響較（jiào）大。

5導熱係（xì）數（shù）

導熱係數反映了材料傳播熱量的速度（dù）。導熱係數愈高（gāo），材料內熱（rè）傳遞愈快。由於聚合物導熱係數很低，所以（yǐ）無論在料筒中加熱還（hái）是其熔體在

模具（jù）中冷卻，均需（xū）花一定時間。為了提高（gāo）加熱和冷卻效率，需采（cǎi）取一些技術措施。如：加熱料筒要（yào）求有一定的厚度，這不僅是考慮強度，同（tóng）

時也是為了增加熱慣性，保（bǎo）證物料能良好穩定地傳熱，有（yǒu）時還利用聚合物的低導熱特性，采用熱流（liú）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（dǎo）熱係（xì）數對溫度的依賴（lài）性要比非結晶型的顯著（zhe）。

6 密度與比容

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

動性，耐蠕變性能降低。

在注塑過程中，聚合物經曆著冷卻—加熱—冷卻反複的熱過程溫度，梯度（dù）和聚合（hé）物形態的變（biàn）化都很大，所以密度也（yě）在不（bú）斷地發生變化，這對

注塑製品質量起著重要的影響。

比容反映了（le）單位物質所占（zhàn）有的體（tǐ）積。這是（shì）一（yī）個（gè）衡量在不同工（gōng）藝條（tiáo）件下高分子結構所占有的空（kōng）間（jiān），各種狀態下的膨脹與壓縮（suō），製品的尺寸收縮

等方（fāng）麵是非常重要的參數。

7 膨脹係數與壓縮係數

比容在（zài）恒壓下由溫度而引起的變（biàn）化，即（jí）為膨脹（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（qǔ）決於（yú）溫度而且

取（qǔ）決（jué）於壓力。聚合物比（bǐ）容在不同溫度下都隨壓力而變化，壓（yā）力增高比（bǐ）容減小而密度加大。這種性質對於用壓力來控製製品（pǐn）的質量和尺寸精度

有重要意義。

二 、聚合物的熱物理性能

1、玻璃化溫度

聚合物的玻璃化溫度是指（zhǐ）線型非結晶型聚合物由玻璃（lí）態向高彈態或者由（yóu）後者向前者（zhě）的（de）較變溫度。就是大分子鏈段本身開始變形的溫度當溫度

高（gāo）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（zǐ）鏈段的（de）運動（dòng）。這時表現出高彈性的橡（xiàng）膠（jiāo）性（xìng）能；當低於玻璃化溫（wēn）度時，鏈段被（bèi）

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（xià）是處（chù）於脆韌性的玻璃態。

高聚物的自由體積理論認為，高聚物分（fèn）子結（jié）構所占有（yǒu）的整個體積分（fèn）成兩部分。一（yī）部分是分子鏈所占有的（de）空（kōng）間，而另一部（bù）分是分子鏈之間的自

由空間。當溫度降（jiàng）低（dī）時分（fèn）子鏈動能減少，自由空間減（jiǎn）少，當（dāng）溫度升高時，分子鏈段動能增加，自由空間也增加：當溫度達到玻璃化時，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（jiān）的體（tǐ）積突然增加。

高聚物在玻（bō）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熱膨（péng）脹係數乗\以溫升之和。在預塑化時，位於螺槽中的高分子固態物

料，在升（shēng）至玻璃化溫度以後（hòu），隨著溫度的升高物（wù）料自由體積會增加，其比（bǐ）容也會加大，但由於螺槽容積的限製會使物料產生內壓，並有加速

固體床的作用（yòng）。

當高聚物的物理形（xíng）態發生變化時，許多物理性質如比（bǐ）熱容，比容（róng），密度，導熱（rè）係數，膨脹係數，折光指數，介電常數等都跟（gēn）著變化，因此利

用這些關係可以測定聚合物（wù）相變（biàn）溫度和高聚物性（xìng）質。

對於理（lǐ）解塑料在料筒中加熱，塑料化過程中從加料段向壓縮段物態轉變，溫（wēn）升，溫（wēn）升（shēng）速率，螺（luó）杆轉速，背壓等工藝因素的影（yǐng）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要的。

2 、熔化溫（wēn）度（熔點）

熔化溫度是指結晶（jīng）型聚（jù）合物從高（gāo）分子鏈結構的三維有序態轉變為無（wú）序的粘流態時的溫度。轉變點（熔點）對於低分子材料來說，熔（róng）化過程是

非常窄的（de），有較明顯的熔點（diǎn）；而（ér）對於結晶型高聚物來說，從達到玻（bō）璃化溫度就開始軟化，但從高彈態轉變為粘流態（tài）的液（yè）相時卻沒有明顯的熔

點，而是有一個向粘流態轉變的溫度範（fàn）圍。

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（zǐ）結構觀點看，都是大鏈段運動的結果。

一般（bān）有增塑劑的（de）聚合物熔點要比無增塑劑的要低，共聚物的熔點要比組成共（gòng）聚物中較高均聚物的熔點要低些。

注塑時，料筒的第三段（duàn）溫度（dù）（靠近嘴溫的溫度）都要設（shè）定在熔點以上，然後以降低15~20度的溫度（dù）梯度依次設定第二段（duàn）和第一段的料筒溫度

為宜（yí）。

3 、分解溫度（dù）及燃燒特性

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溫度範（fàn）圍。依（yī）聚合物化學結（jié）構式不同而有顯著的差異，此外還與物（wù）料的形態有

關。在注塑過程中，無論是在預塑階段還是在注射階段，隻要聚合物局（jú）部溫度達到分解溫（wēn）度，高分子物（wù）料就會訊速生成低分子（zǐ）量的可燃性物

質。聚（jù）合物的熱分解在氧氣充（chōng）足（zú）條件下是放熱反應，產（chǎn）生的熱會（huì）繼續加熱聚合物。當聚合物達到燃（rán）點時就會燃燒（shāo），燃燒體係的（de）溫（wēn）度（dù）是否會上

升，產生的燃燒熱是否和體係進行對流（liú），都與熱分解溫度，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（dù）的控製是十分重要（yào）的，否則分解出燃燒物（wù）質不僅會（huì）影（yǐng）響製品（pǐn）質量，還（hái）會腐蝕設備，危害人體。

三、聚合物降解及熱穩定性

所（suǒ）謂降（jiàng）解，是指遞解分解作用，在高分子化學中，通常是指在（zài）化學或物理作用下，聚合（hé）物（wù）分子的聚合度降低過程（chéng），聚合物在熱，力，氧氣（qì），

水及（jí）光輻射等作用下往往發生降解。降解過程實質量大分子（zǐ）鏈發生結構（gòu）變化。如發生彈性消失，強度（dù）降低（dī），粘度減（jiǎn）少或增加等現象。

在注塑中力，水，氧通過溫（wēn）度對聚降解起重要影響，在高溫時氧（yǎng）和水更能使聚（jù）合物分解。剪切力的作用會因（yīn）高溫時聚合物粘度的降低而減（jiǎn）小。

熱（rè）降解是指某些聚合物在高溫下時間（jiān）過長（zhǎng），發黃（huáng）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外部結構有（yǒu）關；是（shì）否有分解的雜質有關；能引起高聚（jù）物降（jiàng）解（jiě）的雜質，一般都是熱降（jiàng）解的崔化

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

所謂熱穩定性（xìng）是（shì）指聚合物在高溫下分子鏈抗化學分（fèn）解能力及耐化學變化的（de）溫度熱降解溫度稱為（wéi）穩定性溫度略高於分解溫度（dù）。對（duì）於某些熱穩（wěn）定

較差的聚合物，其溫度範圍隻有5~15度。

溫（wēn）度的高低（dī）和變化範圍對聚合物的降解有影響（xiǎng）外，還有在溫（wēn）度場中所經（jīng）曆的反複加工次數（shù）有關。不同的聚合物在反複加工（gōng）後熱降解和融熔指

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

聚合物在剪切應力作（zuò）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（zhī）間發生解（jiě）脫（tuō），當解脫發生障礙時，分子鏈將受到

很大的牽引力，當超（chāo）過鏈的強度就發生鏈斷裂。

實（shí）驗證明：剪切應力.剪（jiǎn）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時，力的降解作用會減小。

注塑中（zhōng）某些塑料的水解作用是經常發生的，水解作用是由於在（zài）聚合物中存在有可以水解（jiě）的化學基團。如：酰胺，酯，腈等，或在氧化作用下

形成（chéng）可（kě）被水解的基團。如果這些基團在分子的主鏈上，水解作用（yòng）會使主鏈斷鏈（liàn）而降解。由於某些聚合物有水解作用，因此對（duì）這些塑料的（de）吸濕

性（xìng）應加以注意。

有的塑料具有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（zài）注塑中都需要（yào）幹燥處理，防此水解。