一.塑料的定義

塑料(plastics)是一種簡單的單體(monomers)經(jīng)由化學(xué)聚合反應(yīng)(polymerization)而成的長鏈狀高分子聚合物(polymers)。

根據(jù)美國塑料工業(yè)協(xié)會對于塑料的定義：「將全部或部分由碳、氧、氫和氮及其它有機(jī)或無機(jī)元素使用加熱、加壓、或兩者并用的方式聚合而成，在制造中的階段是液體，在制造的最后階段成為固體，此龐大而變化多端的材料族群稱為塑料。」高分子聚合物加工成為塑件的制程主要包括熱塑性塑料之熔化與凝固的物理相態(tài)變化或熱固性塑料之固化的化學(xué)反應(yīng)兩種。

根據(jù)塑料受熱后表現(xiàn)的不同行為，塑料可以區(qū)分為熱塑性塑料(thermoplastics)和熱固性塑料(thermosets)。 

（1）熱塑性塑料

熱塑性塑料受熱軟化、熔融，當(dāng)溫度降低時(shí)，能變硬定形，若再次受熱，仍能軟化熔融，冷卻軟化熔融，冷卻變硬定形，這一過程能反復(fù)的多次進(jìn)行；

（2）熱固性塑料

熱固性塑料受熱后，開始軟化并具有一定的可塑性，在更高的溫度及壓力下，固化成型。此后，不再具有可塑性，若在繼續(xù)加熱，也不能熔化，而只能分解碳化，熱固性塑料不溶于任何溶劑，熱固性塑料在成型過程中，不僅有物理變化，還有化學(xué)變化。

在自然界中，我們將所有的物質(zhì)在常溫下聚集的狀態(tài)分為三種：即液態(tài)，氣態(tài)和固態(tài)。

以非晶態(tài)線形高聚物為代表的高分子聚合物，由于分子結(jié)構(gòu)的連續(xù)性以及其巨大的分子量，所以他們的聚集態(tài)不同于一般低分子化合物，而是在不同的熱力條件下，以其獨(dú)特的三種形態(tài)存在， 即玻璃態(tài)、高彈態(tài)、和粘流態(tài)

高分子聚合物是不存在氣態(tài)的，在受熱而可能氣化之前，分子結(jié)構(gòu)已受到徹底的破壞，成為低分子的氣化物或碳化物

高分子聚合物的玻璃態(tài)實(shí)際上是固態(tài)的一種表現(xiàn)形式，特點(diǎn)是在一定的溫度范圍內(nèi)，呈現(xiàn)出固態(tài)物質(zhì)普遍的具有的性質(zhì)，在某些力學(xué)特性上類似于普通的玻璃

高分子聚合物的粘流態(tài)是一種獨(dú)特的液態(tài)，在某個(gè)溫度范圍內(nèi)，具有既可以流動又有別于普通的低分子液體的力學(xué)性質(zhì)

高分子聚合物的高彈態(tài)時(shí)介乎玻璃態(tài)和粘流態(tài)溫度范圍的獨(dú)有的形態(tài)

高分子聚合物的和其他的物質(zhì)一樣，在特定的溫度壓力下有一個(gè)相對穩(wěn)定的形態(tài)，比如，在普通的使用條件下，可以將有機(jī)玻璃視為玻璃態(tài)的代表，而將液體樹脂視為粘流態(tài)的代表

（1）玻璃態(tài)

處于玻璃態(tài)的塑料分子鏈段運(yùn)動基本上處于停止的狀態(tài)，分子在自身的位置上震動，分子鏈纏繞成團(tuán)狀或卷曲狀，互相交錯(cuò)，紊亂無序；

當(dāng)受到外力作用時(shí)，分子鏈段將作瞬時(shí)間微小的伸縮和鍵角改變，整個(gè)塑料形體具有一定的剛性和強(qiáng)度，在這種形態(tài)下，塑膠件可以被使用或進(jìn)行機(jī)械加工

一般非結(jié)晶形塑料，其玻璃化溫度高于室溫，我們可以將塑料原料顆粒，定形了的制件視為玻璃態(tài)。

（2）高彈態(tài)

處于高彈態(tài)下的塑料分子，動能增加，鏈段展開成網(wǎng)狀，但分子的運(yùn)動仍維持在小鏈段的選裝，鏈與鏈之間不發(fā)生位置移動，受外力作用時(shí)可產(chǎn)生緩慢性變，當(dāng)外力除去后，又是慢慢恢復(fù)原狀，在這種狀態(tài)下，塑料具有一種類似橡膠的彈性，所以又稱橡膠態(tài)，通常稱為彈性或橡膠體的高聚物，便是之在室溫下處于高彈態(tài)的高聚物，

高彈態(tài)有兩個(gè)特點(diǎn)

a.在較小的作用力下可以產(chǎn)生較大的變形，外力接觸后能恢復(fù)原狀

b.高彈態(tài)性變并非瞬間發(fā)生，而是隨時(shí)間逐漸發(fā)展，與普通的彈性形變不同，在同樣的外力作用下，形變要延遲一段時(shí)間才能完成，而且形變量達(dá)，松弛性也較明顯-塑料的高彈態(tài)其實(shí)只有在熱加工過程中才出現(xiàn)

(3) 粘流態(tài)

處于粘流態(tài)下的塑料分子，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)已經(jīng)解體，大分子鏈與鏈之間，連段與鏈段之間都有能夠自由移動，這是塑料的液體存在的形式，只是粘度大，物理構(gòu)成不同，力學(xué)性質(zhì)不同，當(dāng)給與外力時(shí)，分子間很容易相互滑動，造成塑性體的變形，除去外力便不再恢復(fù)原狀

塑料熱成型過程中可以這樣描述，通過熱和力的作用，讓塑料從室溫的玻璃態(tài)，經(jīng)歷高彈態(tài)狀便為粘流態(tài)，注射入具有一定形狀的密閉模腔，然后再模腔內(nèi)逐漸冷卻，從粘流態(tài)轉(zhuǎn)回玻璃態(tài)，最后形成與模腔形狀一致的制品

塑料只能在粘流態(tài)下才能注射充填成型，即是說，塑料的加工溫度范圍只能是從粘流溫度（或結(jié)晶型塑料的熔點(diǎn)）到分解溫度之間，如果這個(gè)范圍寬，加工將比較容易，如果這個(gè)范圍窄，可選擇的加工溫度限制就大，加工就較為困難，前者以聚乙烯為代表，后者以聚氯乙烯為代表，經(jīng)常用的ABS也屬于這類范圍寬的

塑料注射機(jī)是注射成型的主要設(shè)備，它可將熱塑性塑料或熱固性塑料在塑化料筒中加熱，混煉，塑化，達(dá)到熔融狀態(tài)，向已經(jīng)塑化好的物料施加壓力，射出并注入模具型腔，經(jīng)冷卻固化得到成型制品。