聚合物的热物理性能

来源：塑胶五金网发布时间：2013-09-09 16:06:46点击率：

　　1.玻璃化转变温度

　　聚合物的玻璃化转变温度是指线型非结晶型聚合物由玻璃态向高弹态或者由后者向前者的转变温度，就是大分子链段本身开始变形的温度。当温度高于玻璃化转变温度时，大分子链开始自由活动，但还不是整个分子链段的运动。这时表现出高弹性的橡胶性能;当低于玻璃化转变温度时，链段被冻结变成坚硬的固态或玻璃态。橡胶的玻璃化转变温度低于室温，所以橡胶在常温下处于高弹态，而其它塑料在常温下是处于脆韧性的玻璃态。

　　高聚物的自由体积理论认为，高聚物分子结构所占有的整个体积分成两部分，一部分是分子链所占有的空间，而另一部分是分子链之间的自由空间。当温度降低时分子链动能减少，自由空间减少，当温度升高时，分子链段动能增加，自由空间也增加。当温度达到玻璃化转变温度时，急剧产生内聚力，聚合物膨胀，链段开始旋转，链段拥有的能量足以使链段活动起来，所以自由空间的体积突然增加。

　　高聚物在玻璃化转变温度以上的总自由体积等于玻璃化转变温度下的自由体积与热膨胀系数乘以温升之和。在预塑化时，位于螺槽中的高分子固态物料，在升至玻璃化转变温度以后，随着温度的升高，物料自由体积会增加，其比容也会加大，但由于螺槽容积的限制会使物料产生内压。

　　当高聚物的物理形态发生变化时，许多物理性质如比热容、比容、密度、导热系数、膨胀系数、折光系数、介电常数等都跟着变化，因此利用这些关系可以测定聚合物相变温度和高聚物性质。玻璃化转变温度对于理解塑料在料筒中加热、塑化过程中从加料段向压缩段物态转变，温升，温升速率，螺杆转速，背压等工艺因素的影响将起重要作用。这些对于控制制品脱模时的物性状态、顶出温度和顶出时间是非常重要的。

　　2.熔化温度(熔点)

　　熔化温度是指结晶型聚合物从高分子链结构的三维有序态转变为无序的黏流态时的温度。转变点(熔点)对于低分子材料来说，熔化过程是非常窄的，有较明显的熔点;而对于结晶型高聚物来说，从达到玻璃化转变温度就开始软化，但从高弹态转变为黏流态的液相时却没有明显的熔点，而是有一个向黏流态转变的温度范围。

　　对高聚物来说，玻璃化转变温度、熔化温度或温度范围都是变相点，有较明显的变化范围，从分子结构观点看，都是大链段运动的结果。

　　一般有增塑剂的聚合物熔点要比无增塑剂的要低，共聚物的熔点要比组成共聚物中，较高均聚物的熔点要低些。

　　注塑时，料筒的第三段温度(靠近嘴温的温度)都要设定在熔点以上，然后以降低15℃～20℃的温度梯度依次设定第二段和段的料筒温度为宜。

　　3.分解温度及燃烧特性

　　热分解温度是指在氧气存在条件下，高聚物受热后开始分解的温度范围。依聚合物化学结构式不同而有显著的差异，此外还与物料的形态有关。在注塑过程中，无论是在预塑阶段还是在注射阶段，只要聚合物局部温度达到分解温度，高分子物料就会迅速生成低相对分子质量的可燃性物质。聚合物的热分解在氧气充足条件下是放热反应，产生的热会继续加热聚合物。当聚合物达到燃点时就会燃烧。燃烧体系的温度是否会上升、产生的燃烧热是否和体系进行对流都与热分解温度、比热容以及导热系数等物理性能有密切关系。

　　注塑时，对聚合物分解温度的控制是十分重要的，否则分解出燃烧物质不仅会影响制品质量，还会腐蚀设备，危害人体。

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