热分解温度是指高温聚合物与氧气接触后，产生可燃性低分子物质以及挥发性低分子物质气体的现象。热分解破坏了聚合物的组成，导致成型塑料加工件质量变差，生产中必须避免发生这种现象。线型聚合物的热力学性能，而高度交联的体型聚合物由于分子运动阻力很大，一般随温度发生的力学状态变化较小，所以通常不存在粘流态甚至高弹态，即遇热不熔，高温时则分解。
 
聚合物由于分子特别大且分子间引力也较大，容易聚集为液态或固态，而不形成气态。固体聚合物的结构按照分子排列的几何特征，可分为结晶型和无定形两种。结晶型聚合物由晶区和非晶区所组成。晶区所占的质量百分数称为结晶度。例如低压聚乙烯在室温时的结晶度为85%-90%。 在外力作用下，相互交缠蜷曲的大分子链将会沿受力方向发生解缠、伸直以及相对滑移，从而表现出一种变形量很大的宏观流动。在外力接触后，这些变形和流动不能回复，此时变形主要是不可逆的塑性变形，冷却后，聚合物就能将变形永久保持下来。因此，这一温度范围常用来进行注射、压缩、压注和挤出成型加工等。
 
如果聚合物的分子结构简单，主链上带有的侧基体积小、对称性高，分子间作用力大，则有利于结晶，反之，则对结晶不利或不能形成结晶区。结晶只发生在线型聚合物和含交联不多的体型聚合物中。结晶对聚合物的性能有较大影响。由于结晶造成了分子紧密聚集状态，增强了分子间的作用力，所以使聚合物的强度、硬度、刚度及熔点、耐热性和耐化学性等性能有所提高，但与链运动有关的性能如弹性、伸长率和冲击强度等则有所降低。
 
对于无定形聚合物的结构，过去一直认为其分子排列是杂乱无章的、相互穿插交缠的，但在电子显微镜下观察，发现无定形聚合物的质点排列不是完全无序的，而是大距离范围内无序，小距离范围内有序，即远程无序，进程有序。体型聚合物由于分子链间存在大量交联，分子链难以作有序排列，所以绝大部分是无定形聚合物。
 
聚合物的分子结构不同，其性质也不同。线型聚合物的物理特征是具有弹性和塑料，在适当的溶剂中可以溶解，当塑料加工温度升高时则软化至熔化状态而流动，且这种特性在聚合物成型前、成型后都存在，因而可以反复成型，这样的聚合物具有热塑性。体型聚合物的物理特性是脆性大、弹性较高和塑性很低，成型前是可溶和可熔的，而一经硬化成型后，就成为不溶不熔的固体，即使在再高的温度下也不会软化，这样的聚合物称为热固性聚合物。
 
聚合物在不同温度下所表现出来的分子热运动特征称为聚合物的物理状态。聚合物的物理状态分为玻璃态、高弹态和粘流态三种，物理状态的转变主要与温度有关。另外，温度变化时，聚合物的受力行为也发生变化，呈现出不同的力学状态，表现出分阶段的力学性能特点。当分子的热运动激化时，内部自由空间和系统动能大量增加，材料的弹性模量降低到最低值。
 
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