塑料的物理、力學(xué)性能與溫度密切相關(guān)，溫度變化時(shí)塑料的受力行為發(fā)生變化，呈現(xiàn)出不同的物理狀態(tài)，表現(xiàn)出分階段的力學(xué)性能特點(diǎn)。塑料在受熱時(shí)的物理狀態(tài)和力學(xué)性能對(duì)塑料的成型加工有著非常重要的意義。

1、塑料的熱力學(xué)性能

塑料在不同的溫度下所表現(xiàn)出來(lái)的分子熱運(yùn)動(dòng)特征稱為聚合物的物理狀態(tài)。

熱塑性塑料的物理狀態(tài)分為玻璃態(tài)（結(jié)晶型聚合物亦稱結(jié)晶態(tài)）、高彈態(tài)和粘流態(tài)。圖1-3所示為線型無(wú)定形聚合物和線型結(jié)晶型聚合物受恒定壓力時(shí)變形程度與溫度關(guān)系的曲線，也稱熱力學(xué)曲線。

（1） 線型無(wú)定形聚合物在受熱時(shí)的物理狀態(tài)

1） 玻璃態(tài)

塑料在溫度1以下的狀態(tài)是堅(jiān)硬的固體，稱之處于玻璃態(tài)，它是大多數(shù)塑件的使用狀態(tài)。處于此狀態(tài)的塑料，在外力作用下分子鏈只能發(fā)生很小的彈性變形并且彈性變形服從胡克定律。

1稱為玻璃化溫度，是聚合物從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)（或高彈態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴ＡB(tài)）的臨界溫度，是多數(shù)塑料使用的上限溫度，也是合理選擇塑料的重要參數(shù)。

聚合物在1以下還存在一個(gè)脆化溫度1，聚合物在此溫度下受力很容易斷裂，所以1是塑料使用的下限溫度。1~2的范圍越寬，表明塑料的使用溫度范圍越寬廣。

2） 高彈態(tài)

當(dāng)塑料受熱溫度超過(guò)3時(shí)，由于聚合物的鏈段運(yùn)動(dòng)，塑料進(jìn)入高彈態(tài)。處于這一狀態(tài)的塑料類(lèi)似橡膠狀態(tài)的彈性體，其形變能力顯著增大，但仍具有可逆的形變性質(zhì)。從圖1.3曲線1可以看到，線型無(wú)定形聚合物有明顯的高彈態(tài)。

圖1-3 線型聚合物的熱力學(xué)曲線 
1—線型無(wú)定形聚合物 2—線型結(jié)晶聚合物

3） 粘流態(tài)

當(dāng)塑料受熱溫度超過(guò)1時(shí)，由于分子鏈的整體運(yùn)動(dòng)，塑料開(kāi)始有明顯的流動(dòng)，塑料開(kāi)始進(jìn)入粘流態(tài)變成粘流液體，通常也稱之為熔體。在這種狀態(tài)下，塑料熔體在不太大的外力作用下就能引起宏觀流動(dòng)，此時(shí)形變主要是不可逆的塑性形變，一經(jīng)成型和冷卻后，其形變會(huì)永遠(yuǎn)保持下來(lái)。

1稱為粘流溫度，是聚合物從高彈態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)（或從粘流態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)）的臨界溫度。當(dāng)塑料繼續(xù)加熱至溫度1時(shí)，聚合物開(kāi)始分解變色。1稱為熱分解溫度，是聚合物在高溫下開(kāi)始分解的臨界溫度，聚合物的分解會(huì)降低產(chǎn)品的物理性能、力學(xué)性能或產(chǎn)生外觀不良等缺陷。1是塑料成型加工的重要的參考溫度，1~1的范圍越寬，塑料成型加工就越容易進(jìn)行。

（2）線型結(jié)晶型聚合物在受熱時(shí)的物理狀態(tài)

對(duì)于線型結(jié)晶型聚合物，它與上述的無(wú)定形聚合物在熱力學(xué)曲線上的主要區(qū)別有兩點(diǎn)：一是和1對(duì)應(yīng)的溫度叫熔點(diǎn)1，是結(jié)晶型聚合物熔融和凝固之間的臨界溫度；二是從曲線2可看到，；線型結(jié)晶型聚合物在1~1之間無(wú)明顯的高彈態(tài)，稱之為結(jié)晶態(tài)。但結(jié)晶型聚合物一般不可能完全結(jié)晶，都含有非結(jié)晶的部分，所以它們?cè)诟邚棏B(tài)溫度階段仍能產(chǎn)生一定程度的變形，只不過(guò)比較小而已。

由于線型結(jié)晶型聚合物不存在明顯的高彈態(tài)，可在1~1之間的溫度范圍內(nèi)使用，擴(kuò)大了使用溫度范圍。

（3）熱固性塑料在受熱時(shí)的物理狀態(tài)

熱固性塑料在受熱時(shí)伴隨著化學(xué)反應(yīng)，它的物理狀態(tài)變化與熱塑性塑料明顯不同。開(kāi)始加熱時(shí)，由于樹(shù)脂是線型結(jié)構(gòu)，和熱塑性塑料相似，加熱到一定溫度時(shí)樹(shù)脂分子鏈運(yùn)動(dòng)的結(jié)果使之很快由固態(tài)變成粘流態(tài)，這使它具有成型的性能。

但這種流動(dòng)狀態(tài)存在的時(shí)間很短，很快由于化學(xué)反應(yīng)的作用，分子結(jié)構(gòu)變成網(wǎng)狀，塑料硬化變成堅(jiān)硬的固體。再加熱分子運(yùn)動(dòng)仍不能恢復(fù)，化學(xué)反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，分子結(jié)構(gòu)變成體型，塑料還是堅(jiān)硬的固體。當(dāng)溫度升到一定值時(shí)，塑料開(kāi)始分解，即遇熱不熔，高溫時(shí)則分解。