功能性塑胶之加工与应用大全

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1、1功能性塑膠之加工與應用一、工程塑膠特性與發展歷史 二、塑膠的分類 三、塑膠材料基礎原理 四、主要工程塑膠的特性與應用 五、介紹工程塑膠合膠(ALLOY) 六、如何分辨工程塑膠的組成 七、如何看物性表 八、物性檢驗規範與測試內容 九、可分解塑膠介紹 十、如何看UL卡 十一、UL耐燃測定 十二、何謂ROHS 十三、功能性塑膠加工介紹 十四、功能性塑膠於汽車產業之應用2功能性塑膠簡介內容3一、工程塑膠特性與發展歷史何謂工程塑膠所謂工程塑膠是指長期耐熱溫度在100以上拉伸強度在500 kg/cm2以上彎曲彈性率在24,000 kg/cm2以上的塑膠。在日本，對於工程塑膠的定義為: 可以作為構造用及機

2、械零件使用之高性能塑膠，耐熱性在100以上，主要用於工業用途。45塑膠的發展歷史6二、塑膠的分類非結晶性:具芳香酯(PAR)、聚砜 (PSF)、 聚醚砜(PES)、聚醚醯亞胺(PEI)、聚醯胺亞胺(PAI)結晶性:聚醯胺(PA)、聚縮醛(POM) 聚丁稀對苯二甲酸酯(PBT)非結晶性:聚碳酸酯(PC)聚氧化二苯(PPO)結晶性:聚硫化甲苯(PPS)、 聚醯亞 胺(PI)、液晶高分子(LCP)、 聚四氟乙烯(PTFE) 、聚二醚酮(PEEK)熱塑性 塑膠結晶性:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)泛用塑膠工程塑膠非結晶性:聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)ABS塑膠、壓克力塑膠(PMMA)泛用工程塑

3、膠高性能工程 塑膠合膠-PPO/PS ,PC/ABS, PC/PBT, PC/PET, PA/PP等粉醛塑膠(PE)、尿素塑膠(UF)、三聚氰胺塑膠、醇酸塑膠、不飽 和聚酯(UP)、環氧塑酯、聚胺基甲乙酯(PU)、矽氧塑膠 (Silicone)熱固性 塑膠7PIPESPEI PSU PPOPEEKLCPPA46PPSPCT PPAPVDF PC ABSPPO/PS PC/ABSPTFE PET PA66PBT POM PA6SMA PMMA HIPS PS SANPVCPP HDPE LLDPELDPE 非結晶性材料Amorphous結晶性材料 Crystalline汎 用 工 程 塑 膠高

4、性 能 工 程 塑 膠汎 用 塑 膠HDT=175HDT=250HDT=100HDT=1508塑膠的分類9三、塑膠材料基礎原理一、分子量 二、結晶性 三、化學官能基10通常塑膠原料來自石油或天然氣為原料之石油化學品，是一種經過聚合反應而得 到的高分子樹脂。所謂高分子樹脂是單體化合物，經過聚合反映，所合成的高分子量聚合體。其分 子量可以數千數百萬，在高分子化學分類上，分子量大於一萬以上者，稱為高分 子(Polymer)而分子量一萬以下者稱診高分子或寡聚合體(Oligomer)一般常用來做 成型加工者，分子量在104106之間，分子量低於一萬的寡聚合體常用來做紡織用 樹脂加工、油漆、接著劑等用途。

5、11分類分子量範圍低分子分子量1,000以下準高分子或寡聚合體分子量1,00010,000高 分 子一般高分子分子量10,000100,000超高分子分子量1,000,000以上高分子的分類說明表半-結晶性材料非晶性材料Tg 點及Tm 點皆存在 僅有Tg 點 1.耐藥品性 2.耐摩耗性 3.流動性高 4.硬度高 5.耐熱性高 6.摺動性 7.添加強化材料，機械性與熱性質快速 提升1.可透明 2.韌性佳 3.尺寸安定好 4.低翹曲 5.易上色 6.加工時溫度依存性高 7.低收縮透明不透明12結晶性材料與非晶性的物性比較二、結晶性 13材料種類 材料特性結晶性塑膠非結晶性塑膠比重較高較低拉伸強度較

6、高較低拉伸模數較高較低延展性或伸長率較低較高耐衝擊性較低較高最高使用溫度較高較低收縮率及翹曲較高較低流動性(MI)較高較低耐化學性較高較低耐磨耗性較高較低抗潛變性(Creep)較高較低硬度較高較低透明性較低較高佳玻纖補強效果較高較低14化學官能基因對材料的影響CH2柔軟、剛性、耐熱性差、非極性 剛性佳、耐熱佳、非極性剛性與耐熱佳(但小於前者)O S O剛性佳、耐熱佳H O N C極性高，剛性、耐熱性可O C 極性(小於前者)、剛性、耐熱性 佳 O 極性、剛性、耐熱性佳Br，C1，F極性高、具耐熱性 15各類塑膠化學結構與主要物性表16類別塑膠名稱化學結構HDT 1820OKPa( )彎曲強度(

7、KPa)結晶性泛 用 塑 膠PE40(LDPE) 50(HDPE)150(LDPE) 1,000(HDPE)PP5548,000PVC(硬質 )7589,000PS9082,700ABS9062,000PMMA9096,00017類別塑膠名稱化學結構HDT 1820OKPa( )彎曲強度(KPa)結晶性泛 用 工 程 塑 膠PBT6596,000PET100112,000PA68096,000POM10089,000PPO12596,530PC13093,00018類別塑膠名稱化學結構HDT 1820OKPa( )彎曲強度(KPa)結晶性高 性 能 工 程 塑 膠PSF175107,000PA

8、R17579,000PES205127,000PI315172,000四、主要工程塑膠的特性與應用19化學式:特性說明:1970年由Celanese公司開發出來。 優點:長期耐熱劣化性優異。吸水性低，機械性質與尺寸安定性佳。耐藥品性佳。耐候性佳。耐磨擦、耐磨耗性佳。流動性與結晶性佳，適合快速成型。添加玻纖物性改善效果佳。易達到V-0等級，物性可維持 缺點:在熱水與高溫下會水分解。具吸濕性如果成型加工乾燥不完全，容易熱烈解。比重較重(1.4)。結晶溫度低易翹曲，不適合大的平板產品。應用:連接器。CRT連接器。燈具。捲線軸。繼電器。開關內部零件。OA風扇。電腦插座。汽車分電盤、車門把手、保險桿。鍵

9、盤。20PBT (Polybutyleneterephalate)聚對苯二甲酸二丁酯Tm=220T g=30化學式:特性說明:1948年由ICI公司開發出來。 PET與PBT之化學結構相似，PET的機械強度與耐熱性質比PBT好，且韌性與氣密性又更佳。 但因為其加工特性(乾燥、成型溫度、結晶性、 成型週期) 較差，因此EP的應用較PBT少。優點:耐熱性高。彈性係數高，耐潛變。機械強度高，韌性佳。富延伸性，可作為抽絲、薄膜電氣性質優異且穩定(適用溫度範圍大) 。絕緣性(UL1446)高。耐藥品性好。耐候性佳。缺點:容易發生應力龜裂。結晶速度慢，熱處理(回火)效果大。在鹼、熱水容易熱水分解。乾燥曲線

10、偏高，不易乾燥完全，常需要除濕乾燥系統。應用:連接器、斷電器、整流器、捲線軸。抽絲。吹瓶。包裝材。燈具。開關。薄膜。Tm=26521PET (Polyethyleneterephalate)聚對苯二甲酸二乙酯化學式:單聚共聚特性說明:1956年由杜邦公司開發出來。單聚與共聚POM的比較:1.單聚融點約高10，抗張強度、彎曲強度與熱變形溫度較高。2. 共聚伸長率、長期耐熱、耐鹼、耐熱水、成型品的熱安定性、成型範圍較佳。優點:機械強度優異，耐潛變性及高彈性回復性。耐疲勞性較佳。耐磨擦、耐磨耗性佳，適合用於轉動部件。耐藥品性佳。易成型。尺寸安定性佳。缺點:結晶性高，因此收縮率較大，對於尺寸精度較不利

11、。易受酸與ZnCl2的侵蝕，尤其在高溫的潤滑油中。接著性與印刷性差。耐燃性差。比重大(1.45)(五大EP中最大)加工過程中易有臭味產生。應用:齒輪類。汽車門鎖、電動窗零件。扣具。拉鍊。家電用品(洗衣機、果汁機零件) 。機械零件。22POM (Polyacetal)聚縮醛化學式: 尼龍6尼龍66特性說明:1939年由杜邦公司開發出來PA66，並由杜邦公司命名為尼龍。之後合成成功PA6。目前全世界PA的產品依其碳的數量與排列方式共有下列PA產品PA6、PA7、PA8、PA9、PA66、PA11、PA12、PA46、PA69、PA610 、PA612、PPA。優點:在室溫附近，機械強度優異。耐磨擦

12、、耐磨耗性佳。耐油性優異。具有耐燃特性(V-2) 。氧氣透過率低。長期耐熱溫度高。絕緣破壞強度高。結晶速率快，相對粘度低易加工。耐衝擊強度高。缺點:吸濕性大，物性值與尺寸變化較大。耐酸性差。分子易氧化，容易變黃。應用:連接器。束帶。汽車後視鏡、水箱蓋、濾油網、散熱風扇、油箱蓋。溜冰鞋、嬰兒車。齒輪。開關。椅腳、自行車輪框、踏板。燈座。23PA (Polyamide)聚醯胺(尼龍)Tm=215Tm=255化學式:特性說明:1958年由Bayer公司開發出來PC。因為本身粘度較高，因此常利用其它塑膠製成Alloy。目前主要的PC合膠計有PC/ABSPC/PBTPC/PET優點:耐衝擊強度高。透明性

13、佳。耐燃性佳(V-2) 。機械強度(尤其耐潛變)佳。在廣泛的溫度(-170130) 物性變化不大。尺寸安定性與成品翹曲低。可吻合美國FDA標準。缺點:加工溫度高(溫度依存性高)容易有應力形成。不耐汽油、溶劑。具吸濕性，加工前如未乾燥完全，易因含水分熱劣化。耐疲勞與耐磨耗性差。缺口效應。應用:PC板。CD-R、CD-RW。電動工具。照相機、儀器外殼。奶瓶。醫療器材。家電外殼。安全帽。安全鏡片、潛水鏡。T g=14524PC (Polycarbonate)聚碳酸酯 化學式:特性說明:1967年由GE公司開發出來，其機械強度與耐熱性非常優異，但是成型性非常差，因此為了改善加工性，添加PS等低分子材料

14、，製成m-PPO(即俗稱的Noryl)。優點:比重(1.06)低。(五大EP最低)電氣性質佳。機械強度好。耐水性與耐熱水性佳。耐燃性佳(V-2或V-0)，額外添加耐燃劑少。成型收縮率小。缺點:粘度較高，成型不適易造成銀條。抗化學性差。應用:偏向顎。事務機器外殼。連接器。開關、照相機、整流 器外殼。汽車儀表板、輪圈蓋馬達蓋、水量計。PPO (PolyphenyleneOxide)聚氧化二甲苯 25泛用工程塑膠的物性比較表PBT PETPCm-PPOPA6 PA66POM輕量化成型性成品收縮率吸水性耐熱水性耐衝擊強度尺寸安定性耐溶劑性耐候性耐燃性電氣性耐磨耗性:優 :良 :普通 :劣26泛用工程塑

15、膠的耐藥品性比較表PBT PETPCm-PPOPA6 PA66POM弱酸 強酸 弱鹼 強鹼 活性氣體 油 丙酮 苯 四氯化碳 酒精 酯類 汽油:優 :良 :普通 :劣27化學式:特性說明:1984年由DSM公司開發出來，由其化學式中碳的數量與位置，命名為PA46。由於其-CH2-兩端皆為對稱的四個，所以能有極高的機械強度與韌性，並提高其耐熱性。優點:耐熱性高 (熔點295，HDT為 290)結晶速率溫度低且快速。流動性佳，薄壁0.15mm可成型，成型週期短。結晶度高且分子結構緊密。非鹵素耐燃劑。排針咬合力高。在高溫時維持高的機械強度與剛性。UL1446(絕緣性)認證。缺點:較高吸濕性，尺寸安定性較差。易因吸濕造成過錫爐產生起泡問題。應用:連接器。汽車零組件、引擎室內部品開關。捲線軸。繼電器。