Właściwości fizyczne i mechanicznetworzywa sztucznesą ściśle powiązane z temperaturą. Wraz ze zmianami temperatury zmieniają się właściwości tworzyw sztucznych, wykazując różne stany fizyczne i wykazując fazowe właściwości mechaniczne. Stan fizyczny i właściwości mechaniczne tworzyw sztucznych pod wpływem ciepła mają ogromne znaczenie podczas formowania i przetwarzania tworzyw sztucznych.
Ze względu na wpływ głównego składnika tworzyw sztucznych, polimerów, tworzywa sztuczne często występują po podgrzaniu w następujących stanach fizycznych: stan szklisty (znany również jako stan krystaliczny w przypadku polimerów krystalicznych), stan elastyczny i stan lepkiego płynięcia. Krzywa pokazująca zależność pomiędzy stopniem odkształcenia tworzyw sztucznych a temperaturą po podgrzaniu nazywana jest krzywą termodynamiczną, jak pokazano na rysunku 1-1.
(1) Stan zeszklenia
Gdy tworzywo sztuczne ma określoną temperaturę θg, a twardość ciała stałego stopniowo rośnie wraz ze spadkiem temperatury, twardość wieloskładnikowych-części wykonanych z tego tworzywa sztucznego również będzie stopniowo wzrastać. Jest to stopniowy wzrost twardości ze stanu zmiękczonego. Gdy θg to różne dopuszczalne temperatury, poniżej θg to pewna temperatura, tworzywo sztuczne ulegnie kruchemu pękaniu. Ta wartość temperatury nazywana jest temperaturą zeszklenia i jest dolną granicą temperatury użytkowania tworzywa sztucznego.
Tworzywa sztuczne w stanie zeszklenia - nienadające się do obróbki wymagającej znacznego odkształcenia - mogą być poddawane obróbce polegającej na gięciu, wierceniu, cięciu itp.
(2) Stan wysokiej elastyczności
Gdy tworzywo sztuczne zostanie podgrzane do temperatury wyższej niż θg, będzie wykazywać wysoką elastyczność,-podobną do gumy. Im wyższa temperatura od θg, tym lepszy stan wysokiej sprężystości. W przypadku tworzyw sztucznych w stanie wysoce elastycznym, jeśli nie można przyłożyć sił zewnętrznych przy dużych przyrostach, mogą one łatwo ulec odkształceniu. Pod ciągłym naprężeniem w stanie sprężystym nastąpi pełzanie i relaksacja naprężeń. Jeżeli rozformowanie zostanie przeprowadzone zbyt wcześnie, wypraska pozostanie w temperaturze wyższej od bezpośredniej temperatury rozformowania θg.
(3) Stan lepkiego przepływu
Gdy tworzywo sztuczne będzie nadal podgrzewane do temperatury wyższej niż θf, będzie wykazywało znaczną lepkość przepływu. Tworzywo sztuczne w stanie lepkiego płynięcia staje się cieczą. W stanie plastycznym stopionym jego odkształcenie nie jest już odwracalne. Po utrzymaniu stałego stanu i rozładunku nie może powrócić do stanu pierwotnego. θf to dolna granica temperatury formowania, która jest minimalną temperaturą przetwarzania. Stabilność kształtu materiałów ze stanu ciekłego przechodzi do stanu sprężystego (lub stanu sprężystego przechodzi do stanu lepkiego).
Gdy tworzywo sztuczne jest nadal podgrzewane, temperatura osiąga θf i wzrasta. Plastik zaczyna się rozkładać i odbarwiać. Opór elektryczny tworzywa sztucznego gwałtownie maleje. θf jest górną granicą temperatury rozkładu. Jest to rozsądna granica temperatury dla obróbki formowania w wysokich temperaturach. Dlatego θf i θg to górne i dolne granice temperatur, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze procesów formowania. θf - θg to dostępny zakres temperatur przetwarzania formowania.