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塑胶指南

塑胶指南

 
塑膠簡介
聚合物(polymer),又可稱為高分子或巨分子(macromolecules),也是一般所俗稱的[塑膠](plastics)或樹脂(resin),所謂[塑膠]、其實它是[合成樹脂]中的一種,形狀跟天然樹脂中的[松樹脂]相似,但因又經過化學的力量來合成,而被稱之為[塑膠]。
 
根據美國材料試驗協會所下的定義,[塑膠]乃是一種以高分子量有機物質為主要成分的材料,它在加工完成時呈現固態形狀,在製造以及加工過程中,可以藉[流動](flow)來造型。因此經由此說明我們可以得到以下幾項了解︰

一、它是高分子有機化合物
二、它可以多種型態存在例如液體固體膠體溶液等
三、它可以成形(moldable)
四、種類繁多因為不同的單體組成所以造成不同之塑膠
五、用途廣泛產品呈現多樣化
六、具有不同的性質
七、可以用不同的加工方法(processing method )
     
聚合物是由許多較小而結構簡單的小分子(monomer),藉共價鍵來組合而成的。聚合物的種類繁多,一般若是以對熱之變化來分類,它可以分為兩大類︰

一、熱固性塑膠(Thermoset  plastics)︰指的是加熱後,會使分子構造結合成網狀型態,一但結合成網狀聚合體,即使再加熱也不會軟化,顯示出所謂的[非可逆變化],是分子構造發生變化(化學變化)所致。

二、熱塑性塑膠(Thermo  plastics )︰指加熱後會熔化,可流動至
模具冷卻後成型,再加熱後又會熔化的塑膠,即可運用加熱及冷卻,使其產生[可逆變化](液態←→固態),是所謂的物理變化。
熱塑性塑膠又可再區分為泛用塑膠、泛用工程塑膠、高性能工程塑膠等三類。以下以不同的表列式來作說明
 
 
 
塑料分類 
泛用塑料
丙烯--丁二烯--苯二烯(ABS)共聚物
結 構式
 
 
 
性  質
 
丙烯腈提供耐熱及抗化性,丁二烯提供韌性及耐衝擊性,苯乙烯提供挺性及加工性
 
優  點
 
1、堅硬,易押出
2、易染色
3、難燃
4、耐衝擊
5、表面性佳
 
缺  點
 
1、耐溶劑性差
2、低介電強度
3、低拉伸率
 
用  途
 
把手、外殼、行李箱、冰箱襯墊、家電製品
 
 
聚乙烯(PE)
結 構式
 
 
 
性  質
 
LDPE容度為0.910~0.925g/cm3
MD
PE容度為0.926~0.940g/cm3
HDPE容度為0.941~0.965g/cm3
 
優  點
 
1、柔軟、無毒
2、易染色
3、耐衝擊(-40°C~90°C)
4、耐濕性
5、耐化性
 
缺  點
 
1、不易押出
2、熱膨脹係數高
3、不易貼合
4、耐溫性差
 
用  途
 
家庭用品、絕緣體、膠管、膠布、膠膜、容器
 
 
丙烯--丁二烯--苯二烯(ABS)共聚物
結 構式
 
 
 
性  質
 
非晶體聚合物,92%光線穿透率,熱變性溫度介於74°C~102°C間
 
優  點
 
1、高光學透明性
2、耐候性佳
3、剛性佳
4、易染色
 
缺  點
 
1、耐化性差
2、長期時用溫度*高93°C
3、應立集中處,較易碎化
 
用  途
 
燈罩、窗玻璃、標示牌、光學透鏡、硬式隱形眼鏡、汽車零件
 
 
聚丙烯(PP)
結 構式
 
 
 
性  質
 
極輕之塑膠,密度僅為0.9g/cm3
加工性質毋須預熱乾燥
 
優  點
 
1、易染色
2、耐濕性佳
3、耐化性佳
4、高鉸鏈特性
5、耐衝擊性
 
缺  點
 
1、複雜之異形押出不易
2、易被紫外線分解
3、不易接合
4、易氧化
 
用  途
 
水管、膠膜、膠布、電線蔽護材料、容器、汽車保險桿、儀表板、鉸鏈
 
 
聚苯乙烯(PS)
結 構式
 
 
 
性  質
 
非晶體聚合物,成型後收縮率小於0.6
低密度特性使產量大於一般料之20%到30%
 
優  點
 
1、成本低
2、透明可染色
3、尺寸安定特性
4、高剛性
 
缺  點
 
1、碎裂性高
2、抗溶劑性差
3、耐溫差
 
用  途
 
文具、玩具、電氣用品外殼、保麗龍餐具
 
 
聚氯乙烯(PVC)
結 構式
 
 
 
性  質
 
未加可塑劑前,PVC為一堅硬之塑膠,耐濕性佳,但亦被酮類、酯類溶劑分解
 
優  點
 
1、尺寸安定性佳
2、低成本
3、耐候性佳
4、加不同比例之可塑劑,可輕易調整軟硬度
 
缺  點
 
1、耐化性差
2、耐溫性差
3、密度較一般塑膠類為高
4、熱分解後會產生氯化氫
 
用  途
 
薄板、膠膜、容器、人造皮、地板材料、收縮膜、管材、玩具
 
 
 
 
工程塑料
聚醯胺(PA、尼龍Nylon)
結構式
[NH(CH2)mNHCO(CH2)n-2CO]
性質
結晶性熱可塑性塑膠,有明顯熔點,Nylon6Tm為220~230℃,Nylon66則為260~270℃,Nylon本身 具吸水基故有吸水性,成形前須乾燥,溫度過高乾燥則尼龍粒變色
優點
1、具高抗張強度
2、耐韌、耐衝擊性特優
3、自潤性、耐磨性佳、耐藥品性優
4、低溫特性佳
5、具自熄性
缺點
尼龍吸濕性高、長期尺寸精密度及物性受影響。
用途
電子電器:連接器、捲線軸、計時器、護蓋斷路器、開關殼座
汽         車:散熱風扇、門把、油箱蓋、進氣隔柵、水箱護蓋、燈座
工業零件:椅座、自行車輸框、溜冰鞋底座、紡織梭、踏板、滑輸
 
飽和聚酯對苯二甲酸乙酯(PET)
結構式
 
性質
為結晶性熱可塑性塑膠,具明顯熔點245~260℃,在室溫下有優良之機械性能及耐摩擦、磨耗性
能。但因Tg低所以其熱機械性能差,一般都添加玻纖以提高耐熱及機械性能,此類稱FR-PET。
優點
1、尺寸安定性佳
2、機械性能優異
3、潛變性小
4、電氣特性佳
5、耐候性優
6、耐有機熔劑、油及弱酸
7、耐氣性耐水性好
8、具自熄性
缺點
1、機械性質具有方向性、流動性較高
2、結晶速度較慢
3、乾燥及加工條件要求嚴格
用途
電子電器:斷電器、整流器、線軸、吹風機風口、線軸燈罩
汽         車:電裝組件、擋泥板、煞車器把手
工業零件:冷卻風扇把手
 
飽和聚酯對苯二甲酸丁酯 ( PBT )
結構式
 
性質
為高結晶性熱可塑性塑膠,熔點220~230℃,結晶速率比PET快。
優點
1、機械性質安定抗張強度與抗張模數和尼龍相似
2、摩擦係數小有自潤性
3、吸水率低
4、電氣性質優良
5、尺寸安定性良好
6、耐藥品性、耐油性極佳
缺點
1、Tg(30℃)低,在荷重下H.D.T.為60℃
2、抗衝擊強度不佳,一般以玻纖補強為FR-PBT來使用
用途
電子電器:無熔線斷電器、電磁開關、馳返變壓器、家電把手、連接器、外殼
汽         車:車門把手、保險桿、分電盤蓋、擋泥板、導線護殼、輪圈蓋
工業零件:OA風扇、鍵盤、釣具捲線器、零件、燈罩
 
聚碳酸酯 (PC )
結構式
 
性質
為非結晶性熱塑性塑膠
優點
1、具高強度及彈性係數、高衝擊強度、使用溫度範圍廣
2、高度透明性及自由染色性
3、H.D.T.高
4、耐疲勞性佳
5、耐候性佳
6、電氣特性優
7、無味無臭對人體無害符合衛生安全
8、成形收縮率低、尺寸安定性良好
缺點
成形品設計不佳易產生內部應力問題
用途
電子電器:CD片、開關、家電外殼、信號筒、電話機
汽         車:保險桿、分電盤、安全玻璃
工業零件:照相機本體、機具外殼、安全帽、潛水鏡、安全鏡片
 
聚縮醛 (POM )
結構式
 
性質
為結晶性熱可塑性塑膠,具明顯熔點165~175℃,性質*接近金屬,一般稱其為塑鋼
優點
1、具高機械強度和剛性
2、*高的疲勞強度
3、環境抵抗性、耐有機溶劑性佳
4、耐反覆衝擊性強
5、廣泛的使用溫度範圍(-40℃~120℃)
6、良好的電氣性質
7、復原性良好
8、具自已潤滑性、耐磨性良好
9、尺寸安定性優
缺點
1、加工過程若長時間高溫下易起熱分解
2、無自熄性
3、抗酸性差
4、成形收縮率大
用途
電子電器:洗衣機、果汁機零件、定時器組件
汽         車:車把零件、電動窗零件
工業零件:機械零件、齒輪、把手、玩具、螺桿
 
變性聚氧化二甲苯樹脂 ( MPPO )
結構式
 
性質
PPO和HIPS摻配成合膠,GE以Noryl商品名出售
優點
1、具良加工安定性
2、機械性能優異
3、耐熱性高
4、具自熄性
5、耐水性良好
6、電氣特性佳
7、成形收縮率小
缺點
抗化學藥品性差
用途
電子電器:連接器、開關、定時計外殼、線軸斷電器、照相機、整流器外殼
汽         車:儀表板、視鏡外殼、輪圈蓋、後擋風板
工業零件:機具外殼、馬達蓋、水量計器等
 
液晶聚酯(LCP )
結構式
 
性質
為半芳香族聚酯,具高強度、高彈性率、低線性膨脹率
優點
1、流動性高
2、尺寸安定性佳
3、流動性極佳
4、耐溶劑性
5、高機械強度
6、難燃性
缺點
與流動方向垂直之機械物性較差
用途
1、速接器、線圈、開關、插座
2、泵零件、閥零件
3、汽車燃料週邊零件
4、電子爐用容器
 
聚醯胺醯亞胺( PAI )
結構式
 
性質
Tg點高(280~290℃),直鍵熱可塑性及熱硬化型。主要用於工程塑膠成型用。直鍵非熱可塑性
則以溶液成型用於塗料、薄膜、纖維等。
優點
1、耐老化性佳
2、耐蠕變性佳
3、耐燃佳
4、耐油、耐化學藥品性佳
5、耐放射線性佳
缺點
不易成型,離行性亦差
用途
1、插座、連接器、開關類零件
2、IC電路盤
3、影印機、電熱器零件
4、汽車排氣及渦輪機零件
 
聚對苯二甲酸環乙酯 ( PCT )
結構式
 
性質
融點250℃,結晶體,本色為暗黃色,常加入玻纖作應用。
優點
1、耐熱性高
2、耐化性強
3、尺寸安定性高
4、高機械性質
缺點
吸濕性高,加工前需除濕乾燥
用途
1、電子連接器、開關、線圈架
2、汽車繼電器、連接器
 
聚醚酮 (PEEK )
結構式
 
性質
融點高達334℃,Tg點143℃,結晶體化率*高48%
優點
1、耐熱性、所有工程塑膠中*高
2、電氣特性
3、耐放射性
4、耐藥品性
5、耐熱水性
6、難燃性
缺點
結晶化溫度高,速度慢
用途
1、電線包覆
2、離合器零件
3、影印機零件、高溫用連接器
4、可撓性印刷電路板
 
聚醚醯亞胺( PEI )
結構式
 
性質
非晶體熱可塑性樹脂,Tg點217℃,熱變形溫度在18.6kg/cm2負荷時為200℃
優點
1、機械強度高
2、難燃性
3、優越電氣特性
4、耐藥品性
5、成型加工特性
6、耐候性
缺點
會被鹵素系脂肪族如次甲基氯、三氯乙烷等侵蝕
用途
1、汽車底套、電氣零件、熱交換零件
2、各種保險絲、連接器、撓線管類
3、座位托盤、安全帶扣、引擎零件
4、醫療儀器
5、印刷電路板
 
聚醚碸 (PES )
結構式
 
性質
非晶體,在100℃以上之彈性率為所有熱可塑性樹脂中*高
優點
1、尺寸安定性
2、難燃性
3、耐藥品性
缺點
吸濕性高
用途
1、電器、電子:電位計、積體電路用插座
2、醫療、食品領域:X光視鏡、牙科用機器零件
3、汽車領域:培林護圈
 
 
聚醯亞胺 (PI )
結構式
 
性質
Tg點為410℃,於空氣中400℃及氦氣中450℃仍不分解
優點
1、耐熱性
2、耐摩耗性
3、耐龜裂性
4、耐放射線性
缺點
成本高
用途
1、多層電路基板,可撓性電路基板
2、發動機絕緣線材料
3、影印機分離爪、斷熱齒輪
4、導彈雷達天線罩
5、加熱滾筒軸承
 
聚硫化二甲苯( PPS )
結構式
 
性質
非晶體,融點為285℃,Tg為85℃
優點
1、耐熱
2、難溶解
3、耐藥品性
4、耐燃性
缺點
成形時易產生毛邊
用途
1、電器、電子:連接器、線圈架
2、工業用品:錶殼、洗滌用工具、電腦及OA零件
3、汽車領域:各種感應器、化油器、電子控制零件
 
聚碸 (PFS )
結構式
 
性質
淡棕色透明的非晶質樹脂,Tg點為190℃
優點
1、機械強度佳
2、尺寸精密度高
3、電氣特性優
4、符合等多種衛生規格
缺點
成型條件不適當時,殘留應力較大
用途
1、電器、電子:連接器、開關
2、汽車航空機零件:汽車保險絲、特種電池箱
3、精密機器零件:錶殼、時鐘內部零件
4、醫療儀器:吸器、噴霧器、隱形眼鏡**盒
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
合金塑料
組成
 
特性
 
應用
 
製造商
 
ABS/NYLON
耐熱及抗化學性、流動性佳、
低溫衝擊性、低成本
 
汽車車身護板、引擎室零組件、
連接器、動力工具外殼
 
Bayer,DSM Engineering
ABS/PVC
PVC增加防火性、降低成本
ABS 提供耐衝擊性
 
家電用品零組件、
事務機器零組件
 
Bayer,Kaneka Corp.
ABS/PC
增加ABS耐熱尺寸安定性、改善
PC低溫、後壁耐衝性、降低成本
 
打字機外殼、文字處理器、電腦
設備之外殼、醫療設備零組件、
小家電零組件、電子器材零組件
、汽車頭燈框、尾燈外罩、食物
餐盤
 
Bayer,Daicel Chemical, Dow Chemical,
DSM Engineering,
Enichem,GE Plastics,
Idemitsu Petro, Mitsubishi Eng-Plast., Teijin Chem.,耐特科技
 
ABS/SMA
增加耐熱性、流動性、塗裝性佳
 
電子零組件、罩子、家電器材零
組件
 
 
PPO/PS
PPE/PS
改善PPO、PPE加工性、降低吸濕性、降低成本、提高PS熱性、
衝擊性
 
汽車零組件、儀表板、手套箱、
連接器、車輪蓋、風罩、保險開
關盒、電腦外殼、事務機器外罩
、通信器材罩殼零組件、醫療器
材零組件
 
GEPlastic, BASF
ABS/Polysulfone
PSF提供耐熱性、抗化學性、
ABS 改善PSF加工性、降低成本
 
家電烤箱控制鍵、汽車車窗搖把
、食品餐盤
 
Amoco
PC/PBT
PBT改善耐溶劑及耐候龜裂性、
PC 提供尺寸安定性及耐衝擊性
 
汽車防撞板
 
BASF,Enichem,
GE Plastics, Mitsubishi
Eng-Plast.,RTP
 
PC/PET
PET改善耐候及耐溶劑性、UV
安定性、PC 提供良好耐衝擊性
 
醫療器材、血液透析零件、汽車
零件、汽車防撞板、頭盔、雪靴
 
Bayer,GE Plastics,
Mitsubishi Eng-Plast.,
Idemitsu Petro.,
 
PC/PE
PE之加入減少PC 的缺口衝擊敏
感度、增加厚壁耐衝擊性
 
電子電機家電絕緣零組件、金屬
替代品、玻璃替代品、儀器外罩
、結構零組件
 
 
PC/ASA
ASA較ABS具有更好的耐候性、
熱安定性及耐應力龜裂性
 
與PC/ABS相近、需要耐候性及
熱安定性等
 
 
PC/PU
低溫衝擊性佳、耐磨耗、挺性佳
 
汽車防撞板、風罩、葉子板、
縫紉機零件、導輪、電纜外套
 
 
PC/SMA
**DT、低溫衝擊性佳、成本低
、加工容易
 
汽車零件、烹烤設備零件、食品
加工設備零件、照相器材零件
 
 
PBT/Elastomer
PET/Elastomer
改善 PBT及 PET 衝擊強度
 
汽車零組件、防撞板、葉子板、
運動休閒器材
 
 
PET/PMMA
增加 PET結晶速率
 
 
 
PET/Polysulfone
低收縮、尺寸安定性較佳、抗
化學藥品性佳
 
電子連接器
 
 
PPO/PBT
耐熱性佳、尺寸安定性、加工性
佳、表面光澤佳、抗化學藥品性
 
 
Mitsubishi Eng-Plast.
Nylon/Ethylene
Polymer or Elastomer
Ethylene Polymer 或 Elastomer 為改
善 Nylon 低溫耐衝擊性、具有良好的阻隔性、用於包裝材料
 
運動器材、事務機器零組件、電
子電機零組件、安全裝置件汽車
零件
 
Dupont
Nylon/PTFE
增加Nylon 潤滑性、減少磨耗
 
齒輪
 
LNP,RTP
PPO/NYLON
高溫尺寸安定性、抗化學藥品性
佳、吸水性低
 
汽車防撞板
 
Mitsubishi Eng-Plast.,
GE Plastics,