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1、本課程將為大家介紹一般常用用的塑膠種類和選用原則技巧 我們會簡扼的說明塑膠的分類，各類塑膠的特色 各類塑膠物性表的比較及UL安規等淺簡介紹,課程簡介,學習目標,本課程將為大家介紹塑膠的種類，選用原則 透過學習您將瞭解 如何正確選擇適當的塑膠材質 Tm, Tg相關參數意義,Agenda,塑膠的種類區分-P5 Tg與塑膠特性-P6 結晶性塑膠與無定形塑膠的PVT圖-P7 結晶性與非結晶性塑膠差異-P8 常用塑膠Tg和Tm-P9 塑膠添加劑的種類-P10 常用塑膠介紹-P11-21 印表機塑膠使用範例-P22 塑膠物性表-P23-P26 UL94燃燒等級及判定-P27 總結-P28 FAQ -P29
2、 參考資料-P30 學習測試-P31-33 學習測試解答-P34-39,塑膠的種類區分,一般塑膠的分類有很多種，較常用的是根據塑膠對反覆加熱的特性做區分 依據上述的特性可區分為熱固性塑膠及熱固性塑膠 熱固性塑膠在加熱成型後，會產生架橋反應 類似化學反應的不可逆性，再次加熱不會軟化 熱塑性塑膠在加熱時，類似物理的相變化 由固相變為液相，此相變化不受加熱次數的影響 本課程著重在熱塑性塑膠 熱塑性塑膠的分類，已有無結晶 區分為結晶性塑膠和非結晶性塑膠,Tg與塑膠特性,高分子具有二種狀態：無定形態 (Amorphous) 和結晶態 (Crystalline) 若是無定形高分子則有 Tg，若是結晶高分子
3、則有 Tm Tg的出現，是由於高分子主鏈小規模的移動 換句話說，只有溫度在Tg以上，高分子才有機會作有限度的移動 若溫度在Tg之下，高分子鏈將被凍結住(quench)，而成為類似玻璃堅硬的固體 決定無定形高分子材料是堅硬或者是柔軟的因素： 若 Tg 室溫，則高分子材料是堅硬的 若 Tg 室溫，則高分子材料是柔軟的 所有的高分子材料，都有Tg存在 但在結晶性的高分子材料裡因為晶體 (Crystallite)的存在，Tg 很難由儀器明顯地偵測出 加工溫度的選定 若是無定形的高分子材料，加工溫度需高於玻璃溫度 若是結晶性高分子，加工溫度需高於熔化溫度,結晶性塑膠與無定形塑膠的PVT圖,結晶性塑膠在冷
4、卻收縮有一比容驟降的斜率，這是結晶收縮所造成的 在這變化過程伴隨著熱量的移轉，這是所謂的結晶熱;類似水的固態(冰) 加熱變成水的過程;不斷加熱卻不見溫度昇高，此時只有相的變化產生 只有全部融化後才見溫度的上昇,結晶性與非結晶性塑膠差異,無定型 結晶性 抗拉強度 低 高 拉伸模數 低 高 延展性 高 高 韌性 低 高 耐潛變性 高 低 最大操作溫度 低 高 耐磨耗性 低 高 成型收縮率 低 高 翹曲變形 低 高 比重 低 高 融熔特性 溫度高於Tg逐漸流動 在Tm快速融熔轉態 不透明度 透明 不透明到半透明 耐化學藥品性 低 高,常用塑膠Tg和Tm,塑膠添加劑的種類,改善機械性質添加劑： 衝擊強
5、度、撓曲、充填物、 表面性能添加劑： 內、外部潤滑、防止沾黏、防霧、 化學性質添加劑： 抗氧化、熱安定、阻燃劑、UV安定劑、抗靜電劑、消煙劑、 製程添加劑： 可塑劑、潤滑劑、熱安定劑、發泡劑、固化劑、離型劑、 其他：染料(Dye)、顏料(Pigment)、,常用塑膠介紹-1,針對以下塑膠，將詳細介紹 ABS HIPS PC PC+GF PC/ABS POM MPPO MPPO+GF PMMA,常用塑膠介紹-2,ABS (Acrylonitrile-Butadiene-Styrene ) 丙烯晴-丁二烯-苯乙烯 丙烯晴特性-耐化學性、耐熱性，具有一定的表面硬度 丁二烯特性-聚有橡膠的特質，耐衝擊
6、性 苯乙烯特性-具有容易加工成型性、透明性、電氣性 一般通用級ABS成分比率丙烯晴35%丁二烯35%苯乙烯30% 根據這三種主要成分的比例可以調配出不同特性的ABS塑膠，耐熱性高可以酌量增加丙烯晴的比率，耐衝擊的可以增加丁二烯的比率，高流動性的可以增加苯乙烯的比率 塑膠電鍍的首選材料,常用塑膠介紹-3,HIPS (High Impact Polystyrene) HIPS 耐衝擊級聚苯乙烯為改善PS脆性，聚合時添加PBR(丁基橡膠) 主要特性：加工作業性佳、透明性較差、衝擊強度佳、表面硬度較PS為低、抗拉強度和剛性不如PS、可以化學電鍍加工 價格低廉,常用塑膠介紹-4,PC (Polycarb
7、onate)聚碳酸酯 PC的耐衝擊性佳、尺寸安定性佳、可見光透光率8090%、防火性不添加阻燃劑時可達UL94-V2 PC表面硬度不佳，易刮傷耐候性不佳，易黃變 室外場合須添加抗UV劑 具有FDA認可的食品級PC，但有產生環境荷爾蒙的疑慮，使用必須謹慎 成型注意事項：塑膠粒必須充分乾燥，否則外觀會有不良影響 耐衝擊場所再生材添加比率必須有效控制 適用產品零件：防彈頭盔、導光元件(LENS)、CD片、燈罩、奶瓶等,常用塑膠介紹-5,PC+GF (Polycarbonate +Glass Fiber)聚碳酸酯玻璃纖維補強 玻璃纖維的添加量是以重量以來算 強度較單純PC來的高，HDT(熱變形溫度)增
8、高，成型作業性低下 外觀常有浮纖現象，使用於外觀件要考慮 由於纖維導致配向性，收縮及強度各方面都要詳加考慮 熱膨脹係數由於添加玻璃纖維有顯著的降低 搭配金屬零件有熱膨脹差異考量可以考慮使用,常用塑膠介紹-6,合膠PC/ABS (Alloy Acrylonitrile-Butadiene-Styrene/Polycarbonate) PC熔融黏度過高，成型加工性困難 為了改善這個問題，開發合膠PC/ABS PC/ABS特性：兼具ABS和PC的優點 低溫衝擊性佳、提升ABS熱變形溫度、可成型較大的成品、降低原料成本,常用塑膠介紹-7,POM聚縮醛(PolyOxyMethylene or Polya
9、cetal) POM具有高度耐疲勞性，耐磨耗，耐摩擦性;尺寸安定性，吸濕性低、電氣性能佳 POM缺點為成型收縮性大、耐候性不佳（室外場合須添加抗UV劑）、不易塗裝和接著。耐燃性不佳UL94HB POM注意事項：避免於長期在高的操作溫度下作業，避免塑膠裂解 適用產品零件：齒輪、軸承、滑動件、及需反覆疲勞操作的零件 POM的等級很多，有各種不同的添加劑，改善不同的性能 如添加PTFE、Silicone Oil、GF、CF、等價格差異很大，估價時要特別注意,常用塑膠介紹-8,單聚和共聚POM差異,常用塑膠介紹-9,MPPO變性聚氧苯(Modified PolyPhenyleneOxide) PPO加
10、工作業性差，經添加PS後的PPO稱為MPPO(變性PPO)，成型加工性顯著改善;常用的品牌為GE商品名為NORYL MPPO特性：成型收縮小、離開火焰有自熄性具有防火性、熱變形溫度廣泛依配方可在100170度範圍、熱膨脹係數小，適合與金屬搭配使用、電器絕緣性佳、耐熱水性 適用產品零件：外裝零件、機構零件、精密機構零件、電氣零件、水幫浦零件、各項熱水管路零件,常用塑膠介紹-10,PPO+GF聚氧苯玻璃纖維補強(Modified PolyPhenyleneOxide +Glass Fiber) 玻璃纖維的添加量是以重量以來算 一般強度較單純MPPO來的高，衝擊強度不增反減，HDT溫度提高，成型作業
11、性低下 由於纖維導致配向性，收縮及強度各方面都要詳加考慮 熱膨脹係數由於添加玻璃纖維有顯著的降低 搭配金屬零件有熱膨脹差異考量可以考慮使用,常用塑膠介紹-11,PMMA聚甲基丙烯酸甲酯(PolyMethylMethAcrylate) PMMA特性： 透光性(優於PC)、耐候性佳、硬度可高達4H PMMA： 耐燃性UL94HB、熱變形溫度100C低於PC的130C、吸濕性影響尺寸安定性,印表機塑膠使用範例,外殼類：ABS、HIPS (價格考量)、PC/ABS(肉厚薄要求強度) 齒輪、滑動零件：POM(視情況添加SI或PTFE)、PC+PTFE(單獨PC耐磨耗性差) 導光零件：PC、PMMA 尺寸
12、或結構強度要求高零件：PC 接觸墨水部位零件：MPPO(耐墨水化學性),塑膠物性表-1,物理,塑膠物性表-2,機械,塑膠物性表-3,熱力,塑膠物性表-4,電氣,UL94燃燒等級及判定,UL94HB(水平燃燒) UL94V(垂直燃燒),UL94V0是目前耐燃最高等級，一般使用場合為有發熱元件或有燃燒可能性的地方 如PCB，POWER SUPPLY，馬達，發熱電阻等處所,總結,上完本課程, 您必須要能誠實回答下列問題 您知道塑膠可以分為幾大類? 您知道結晶性塑膠和無定形塑膠的差異？，其使用時機分別為何? 塑膠添加計的種類及使用時機 UL94燃燒等級的分類及耐燃程度的優劣區分,FAQ,參考資料,參考
13、文件 塑膠材料應用技術(塑膠工業中心) 參考書籍 Engineering material properties and selection /Kennth G.Budinski sixth edition ISBN:0-13-904715-8 Plastics for Engineers Materials, Properties, Applications H. Domininghaus ISBN:3-446-15723-9 參考網站 無,學習測試-1,( ) 下列對結晶性塑膠的描述何者為真? (1) 可觀察塑膠表面是否有結晶顆粒作為判斷基準 (2) 結晶性塑膠內部全部都是結晶成分，並無非結晶的成分在內 (3) 結晶性塑膠有明顯的熔點Tm ( ) 聚丙烯PP(結晶性塑膠)的玻璃轉換溫度Tg為-10下列論述何者為 真? (1) 在-10下PP呈現柔軟的特性 (2) PP工作溫度要低於Tg (
