一（yī）、一般物理性能

1總熱（rè）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（róng）化熱又稱熔化（huà）潛熱，是結晶型聚合物在形成或熔化晶體時（shí）所需要的能（néng）量。這部分能量是用來熔化高（gāo）分子結晶結構的，所以注塑結晶型聚合

物（wù）時要比注塑非（fēi）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（dù）需熱約452/g(100.8cal/g),PS隻需要375J/g即可熔化。

3 比熱（rè）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（bǐ）非對麵型（xíng）要高。因為加熱聚合物時，補充的熱能不僅要消耗在溫度（dù）升上，還（hái）要消耗在使高分子結構

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

注塑過程中，塑料加熱或冷卻特性（xìng）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間的溫差。

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

4熱擴散（sàn）係數

熱（rè）擴散係數是指溫度在加熱（rè）物（wù）料中（zhōng）傳遞的速度，又稱導熱係數其值是由單位（wèi）質量的物料溫度升高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（jué）定（dìng）。

壓力對（duì）熱擴（kuò）散係數影響小，溫度對其影響較大（dà）。

5導熱係數

導熱（rè）係數反映了材（cái）料傳播熱量的速度。導熱係數愈高，材（cái）料內熱傳遞愈快。由於聚合物導熱係數很低，所以無論在料（liào）筒中加熱還是其熔體在

模具中冷卻，均需花一定時間。為了提高加熱和冷卻效率，需采取一些（xiē）技術措施。如：加熱料筒要求有一定的厚度，這不僅是考慮強度，同

時也是為了增加熱慣性，保（bǎo）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（jù）等。聚合物導熱係（xì）數隨溫度升高而

增加。結晶型塑（sù）料的導熱係數（shù）對溫度的依賴（lài）性要比非結晶型的顯著。

6 密度與比容

密度增（zēng）加會使製品中的氣體和（hé）溶劑滲透率減少，但是使製品的拉伸強度，斷裂伸（shēn）長，剛度硬度以及軟化溫度提高；使壓縮性，衝擊強度，流（liú）

動性，耐蠕變性能降（jiàng）低。

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

注塑製品質量起著重要的影（yǐng）響。

比容反映了單位物（wù）質所（suǒ）占有的體積。這是一個衡量在不同工藝條件下高分子結構所（suǒ）占有的空間，各（gè）種狀態下的膨脹與壓縮，製品的（de）尺寸收縮

等方麵是非常重要的參（cān）數。

7 膨脹係數（shù）與壓縮係數

比（bǐ）容在恒壓下由溫（wēn）度而引起的變化，即為（wéi）膨脹係數。聚合物從高溫到低溫表現出（chū）比容逐漸減少的收縮特性。聚合物比容不僅取決於溫（wēn）度而且

取決於（yú）壓力。聚合物比容在不同溫度下都隨壓力而變化，壓力增高比容減小而密度加大。這種性質對於用壓力來控製製品的質量（liàng）和尺（chǐ）寸精度

有重要意義。

二 、聚合物的熱物理性能（néng）

1、玻璃化溫度

聚合物的玻璃化溫度是（shì）指線型非結晶型聚合物由玻璃（lí）態向高彈態或者由後者向前者的較變溫度。就（jiù）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，大分子鏈開始（shǐ）自由（yóu）活動，但還不是整個分子（zǐ）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（wēn）度時，鏈段被

凍結（jié）變成堅硬（yìng）的固態或玻璃態（tài）。橡膠的玻璃化溫度低（dī）於室溫。所（suǒ）以橡膠在（zài）常溫下處於高彈（dàn）態（tài）。而其它（tā）塑料在常溫下是處於脆韌性（xìng）的玻璃態。

高聚物的自由體積理論（lùn）認為，高聚（jù）物分子結構所（suǒ）占有的整個體積分成兩部分。一部（bù）分是分子（zǐ）鏈所占有的空（kōng）間（jiān），而另一部分是分子鏈之間的自

由（yóu）空間。當溫度降低時分子鏈動能減（jiǎn）少，自由空間減少，當溫度（dù）升高（gāo）時，分子（zǐ）鏈段（duàn）動能增加，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（hé）物膨脹，鏈段開（kāi）始旋（xuán）轉，鏈段擁有（yǒu）的能量足以（yǐ）使鏈段活動起來所以自由空間（jiān）的體積突然增加。

高（gāo）聚物（wù）在玻璃化溫度以上的（de）總自由（yóu）體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。在預塑（sù）化時，位於螺（luó）槽中的高分子固態物

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

固體床的（de）作用。

當高聚物的物理形態發生變化時，許多物理性質如比熱容，比容，密度，導熱係數，膨脹係數（shù），折光指數（shù），介電常（cháng）數等都跟著（zhe）變化，因（yīn）此利

用這（zhè）些關係可（kě）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（chéng）中從加（jiā）料段向壓縮段物態轉變，溫升，溫升速率，螺杆轉速，背壓等工藝因素的影響將起重要作用。

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

2 、熔化溫度（熔點）

熔化溫度是指結（jié）晶型（xíng）聚合物從高分子鏈結構的三維有序態轉變為（wéi）無序的粘流態時的溫度。轉變點（diǎn）（熔（róng）點）對於低分子材料來說，熔化（huà）過程是

非常窄的，有較明顯的熔點；而對於結晶型高聚（jù）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（wéi）粘流態的液相時卻沒有（yǒu）明顯的熔

點，而（ér）是有一個向（xiàng）粘流態（tài）轉變的溫度範圍。

對高聚物來說，玻璃化溫度，熔化溫度或（huò）溫度（dù）範（fàn）圍都（dōu）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（duàn）運動的結果（guǒ）。

一般有增塑劑的聚合物（wù）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（de）熔點要低些。

注塑時，料筒的第三（sān）段溫度（靠近嘴溫的溫度）都（dōu）要設定在熔點以上，然後以降低15~20度的溫度梯度（dù）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（tè）性

熱分解溫度是指在氧氣存（cún）在條件下，高（gāo）聚（jù）物受熱（rè）後開始分解的溫（wēn）度範圍。依聚合物化學結構式不同而有顯著的差異，此外還與物（wù）料（liào）的形態有

關。在注塑過程中，無論是在預塑階（jiē）段還是在注（zhù）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（sù）生成低分子量的可燃性物

質。聚合物的熱分解在氧氣充足（zú）條件下是放熱反應，產生的熱會繼續加（jiā）熱（rè）聚合物。當聚（jù）合物達到燃點時就會燃燒（shāo），燃燒體係的溫度是（shì）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（rè）容以及導熱係數等物理（lǐ）性能有密切關係。

注塑時，對聚合物分解溫度的控（kòng）製是十分重要的（de），否則分解出燃（rán）燒物（wù）質不僅（jǐn）會影響製品質量，還會腐（fǔ）蝕設備，危害人體（tǐ）。

三、聚合物降（jiàng）解及熱穩定性

所謂降解，是指遞解（jiě）分解作用，在高分子化學中，通（tōng）常是（shì）指在化學或（huò）物（wù）理作用下，聚合物分子的聚合度降低過程，聚合物在熱，力，氧氣，

水及（jí）光輻射等作用下往往發生降解。降解過程實質量大分子鏈發（fā）生結構變（biàn）化。如發生彈性消失，強度降低，粘度減（jiǎn）少（shǎo）或增加等現象。

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

熱（rè）降解是指某些聚合物在高溫下時間過長，發黃（huáng）變色，降解，分解等現象。

聚合物是否容易發（fā）生降解，依其（qí）分子（zǐ）內部和分子外部結構有關；是否有分解的雜質有關；能引起高聚物降解的雜質（zhì），一般都是熱降解的崔化

劑，如：PVC 分解（jiě）的（de）產物（wù）是氯化氫，POM分解產物是甲醛，它們有著加劇高聚物（wù）降解的作用。

所謂熱穩定性是指聚合物在高溫下分子鏈抗化學分解能力及耐化學變化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，其溫度範圍隻有5~15度。

溫度（dù）的高（gāo）低和變化範圍對聚（jù）合（hé）物的降解有影響外，還有在溫度場中（zhōng）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（cháng）溫度下PS, PC, PP,經數次加工後融熔指數（shù）升高的傾向。而PE，抗衝擊（jī）PS醋酸纖維素等有下降的現象。

聚合物在剪切（qiē）應力作用（yòng）下纏結著的大分（fèn）子在外力作用下，沿力的方向上發生流動，分子鏈之間發生（shēng）解脫，當解脫發生障礙時，分子鏈將受到

很大的牽引力（lì），當超過鏈（liàn）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，分子量降解速度越快，斷裂的鏈（liàn）越短；當提高（gāo）加（jiā）熱（rè）溫度或增塑劑含量時（shí），力的降解作用會減小。

注塑中某些塑料的水解（jiě）作（zuò）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（de）化學基團。如：酰（xiān）胺，酯，腈等，或在氧化作用下

形成可被水解的基團。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（mǒu）些聚合（hé）物有水解作用，因此對這些塑料的（de）吸濕

性應加以注意。

有（yǒu）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，在注塑中都需要幹燥處理，防此（cǐ）水解。

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