塑胶材料简介及特性

塑胶简介聚合物(polymer),又可称为高分子或巨分子(macromolecules),也是一般所俗称的[塑料](plastics)或树脂(resin).所谓[塑料],其实它是[合成树脂]中的一种,形状跟天然树脂中的[松树脂]相似,但因又经过化学的力量来合成,而被称之为[塑料].根据美国材料试验协会所下的定义,[塑料]乃是一种以高分子量有机物质为主要成分的材料,它在加工完成时呈现固态形状,在制造以及加工过程中,可以藉[流动](flow)来造型.因此经由此说明我们可以得到以下几项了解:1它是高分子有机化合物2它可以多种型态存在例如液体固体胶体溶液等3它可以成形(moldable)4种类繁多因为不同的单体组成所以造成不同之塑料5用途广泛产品呈现多样化6具有不同的性质7可以用不同的加工方法(processingmethod)聚合物是由许多较小而结构简单的小分子(monomer),藉共价键来组合而成的.聚合物的种类繁多,一般若是以对热之变化来分类,它可以分为两大类:1热固性塑料(Thermosetplastics):指的是加热后,会使分子构造结合成网状型态.一但结合成网状聚合体,即使再加热也不会软化,显示出所谓的[非可逆变化],是分子构造发生变化(化学变化)所致.2热塑性塑料(Thermoplastics):指加热后会熔化,可流动至模具冷却后成型,再加热后又会熔化的塑料;即可运用加热及冷却,使其产生[可逆变化](液态←→固态),是所谓的物理变化.热塑性塑料又可再区分为泛用塑料`泛用工程塑料`高性能工程塑料等三类.以下以不同的表`列式来作说明:丙烯腈--丁二烯-苯二烯(ABS)共聚物结构式性质丙烯腈提供耐热及抗化性，丁二烯提供韧性及耐冲击性，苯乙烯提供挺性及加工性优点1、坚硬，易押出2、易染色3、难燃4、耐冲击5、表面性佳缺点1、耐溶剂性差2、低介电强度3、低拉伸率用途把手、外壳、行李箱、冰箱衬垫、家电制品聚乙烯(PE)结构式性质LDPE容度为0.910~0.925g/cm3MDPE容度为0.926~0.940g/cm3HDPE容度为0.941~0.965g/cm3优点1、柔软、无毒2、易染色3、耐冲击(-40°C~90°C)4、耐湿性5、耐化性缺点1、不易押出2、热膨胀系数高3、不易贴合4、耐温性差用途家庭用品、绝缘体、胶管、胶布、胶膜、容器聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)结构式性质非晶体聚合物，92%光线穿透率，热变性温度介于74°C~102°C间优点1、高光学透明性2、耐候性佳3、刚性佳4、易染色缺点1、耐化性差2、长期时用温度最高93°C3、应立集中处，较易碎化用途灯罩、窗玻璃、标示牌、光学透镜、硬式隐形眼镜、汽车零件聚丙烯(PP)结构式性质极轻之塑料，密度仅为0.9g/cm3加工性质毋须预热干燥优点1、易染色2、耐湿性佳3、耐化性佳4、高铰链特性5、耐冲击性缺点1、复杂之异形押出不易2、易被紫外线分解3、不易接合4、易氧化用途水管、胶膜、胶布、电线蔽护材料、容器、汽车保险杆、仪表板、铰链聚苯乙烯(PS)结构式性质非晶体聚合物，成型后收缩率小于0.6低密度特性使产量大于一般料之20%到30%优点1、成本低2、透明可染色3、尺寸安定特性4、高刚性缺点1、碎裂性高2、抗溶剂性差3、耐温差用途文具、玩具、电气用品外壳、保丽龙餐具聚氯乙烯(PVC)结构式性质未加可塑剂前，PVC为一坚硬之塑料，耐湿性佳，但亦被酮类、酯类溶剂分解优点1、尺寸安定性佳2、低成本3、耐候性佳4、加不同比例之可塑剂，可轻易调整软硬度缺点1、耐化性差2、耐温性差3、密度较一般塑料类为高4、热分解后会产生氯化氢用途薄板、胶膜、容器、人造皮、地板材料、收缩膜、管材、玩具聚酰胺(PA、尼龙Nylon)结构式[NH(CH2)mNHCO(CH2)n-2CO]性质结晶性热可塑性塑料，有明显熔点，Nylon6Tm为220~230℃，Nylon66则为260~270℃，Nylon本身具吸水基故有吸水性，成形前须干燥，温度过高干燥则尼龙粒变色优点1、具高抗张强度2、耐韧、耐冲击性特优3、自润性、耐磨性佳、耐药品性优4、低温特性佳5、具自熄性缺点尼龙吸湿性高、长期尺寸精密度及物性受影响。用途电子电器：连接器、卷线轴、定时器、护盖断路器、开关壳座汽车：散热风扇、门把、油箱盖、进气隔栅、水箱护盖、灯座工业零件：椅座、自行车输框、溜冰鞋底座、纺织梭、踏板、滑输饱和聚酯对苯二甲酸乙酯(PET)结构式性质为结晶性热可塑性塑料，具明显熔点245~260℃，在室温下有优良之机械性能及耐摩擦、磨耗性能。但因Tg低所以其热机械性能差，一般都添加玻纤以提高耐热及机械性能，此类称FR-PET。优点1、尺寸安定性佳2、机械性能优异3、潜变性小4、电气特性佳5、耐候性优6、耐有机熔剂、油及弱酸7、耐气性耐水性好8、具自熄性缺点1、机械性质具有方向性、流动性较高2、结晶速度较慢3、干燥及加工条件要求严格用途电子电器：断电器、整流器、线轴、吹风机风口、线轴灯罩汽车：电装组件、挡泥板、煞车器把手工业零件：冷却风扇把手饱和聚酯对苯二甲酸丁酯(PBT)结构式性质为高结晶性热可塑性塑料，熔点220~230℃，结晶速率比PET快。优点1、机械性质安定抗张强度与抗张模数和尼龙相似2、摩擦系数小有自润性3、吸水率低4、电气性质优良5、尺寸安定性良好6、耐药品性、耐油性极佳缺点1、Tg(30℃)低，在荷重下H.D.T.为60℃2、抗冲击强度不良，一般以玻纤补强为FR-PBT来使用用途电子电器：无熔线断电器、电磁开关、驰返变压器、家电把手、连接器、外壳汽车：车门把手、保险杆、分电盘盖、挡泥板、导线护壳、轮圈盖工业零件：OA风扇、键盘、钓具卷线器、零件、灯罩聚碳酸酯(PC)结构式性质为非结晶性热塑性塑料优点1、具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广2、高度透明性及自由染色性3、H.D.T.高4、耐疲劳性佳5、耐候性佳6、电气特性优7、无味无臭对人体无害符合卫生安全8、成形收缩率低、尺寸安定性良好缺点成形品设计不良易产生内部应力问题用途电子电器：CD片、开关、家电外壳、信号筒、电话机汽车：保险杆、分电盘、安全玻璃工业零件：照相机本体、机具外壳、安全帽、潜水镜、安全镜片聚缩醛(POM)结构式性质为结晶性热可塑性塑料，具明显熔点165~175℃，性质最接近金属，一般称其为塑钢优点1、具高机械强度和刚性2、最高的疲劳强度3、环境抵抗性、耐有机溶剂性佳4、耐反复冲击性强5、广泛的使用温度范围(-40℃~120℃)6、良好的电气性质7、复原性良好8、具自已润滑性、耐磨性良好9、尺寸安定性优缺点1、加工过程若长时间高温下易起热分解2、无自熄性3、抗酸性差4、成形收缩率大用途电子电器：洗衣机、果汁机零件、定时器组件汽车：车把零件、电动窗零件工业零件：机械零件、齿轮、把手、玩具、螺杆变性聚氧化二甲苯树脂(MPPO)结构式性质为PPO和HIPS掺配成合胶，GE以Noryl商品名出售优点1、具良加工安定性2、机械性能优异3、耐热性高4、具自熄性5、耐水性良好6、电气特性佳7、成形收缩率小缺点抗化学药品性差用途电子电器：连接器、开关、定时计外壳、线轴断电器、照相机、整流器外壳汽车：仪表板、视镜外壳、轮圈盖、后挡风板工业零件：机具外壳、马达盖、水量计器等液晶聚酯(LCP)结构式性质为半芳香族聚酯，具高强度、高弹性率、低线性膨胀率优点1、流动性高2、尺寸安定性佳3、流动性极佳4、耐溶剂性5、高机械强度6、难燃性缺点与流动方向垂直之机械物性较差用途1、速接器、线圈、开关、插座2、泵零件、阀零件3、汽车燃料外围零件4、电子炉用容器聚酰胺酰亚胺(PAI)结构式性质Tg点高(280~290℃)，直键热可塑性及热硬化型。主要用于工程塑料成型用。直键非热可塑性则以溶液成型用于涂料、薄膜、纤维等。优点1、耐老化性佳2、耐蠕变性佳3、耐燃佳4、耐油、耐化学药品性佳5、耐放射线性佳缺点不易成型，离行性亦差用途1、插座、连接器、开关类零件2、IC电路盘3、复印机、电热器零件4、汽车排气及涡轮机零件聚对苯二甲酸环乙酯(PCT)结构式性质融点250℃，结晶体，本色为暗黄色，常加入玻纤作应用。优点1、耐热性高2、耐化性强3、尺寸安定性高4、高机械性质缺点吸湿性高，加工前需除湿干燥用途1、电子连接器、开关、线圈架2、汽车继电器、连接器聚醚酮(PEEK)结构式性质融点高达334℃，Tg点143℃，结晶体化率最高48%优点1、耐热性、所有工程塑料中最高2、电气特性3、耐放射性4、耐药品性5、耐热水性6、难燃性缺点结晶化温度高，速度慢用途1、电线包覆2、离合器零件3、复印机零件、高温用连接器4、可挠性印刷电路板聚醚酰亚胺(PEI)结构式性质非晶体热可塑性树脂，Tg点217℃，热变形温度在18.6kg/cm2负荷时为200℃优点1、机械强度高2、难燃性3、优越电气特性4、耐药品性5、成型加工特性6、耐候性缺点会被卤素系脂肪族如次甲基氯、三氯乙烷等侵蚀用途1、汽车底套、电气零件、热交换零件2、各种保险丝、连接器、挠线管类3、座位托盘、安全带扣、引擎零件4、医疗仪器5、印刷电路板聚醚砜(PES)结构式性质非晶体，在100℃以上之弹性率为所有热可塑性树脂中最高优点1、尺寸安定性2、难燃性3、耐药品性缺点吸湿性高用途1、电器、电子：电位计、集成电路用插座2、医疗、食品领域：X光视镜、牙科用机器零件3、汽车领域：培林护圈聚酰亚胺(PI)结构式性质Tg点为410℃，于空气中400℃及氦气中450℃仍不分解优点1、耐热性2、耐摩耗性3、耐龟裂性4、耐放射线性缺点成本高用途1、多层电路基板，可挠性电路基板2、发动机绝缘线材料3、复印机分离爪、断热齿轮4、导弹雷达天线罩5、加热滚筒轴承聚硫化二甲苯(PPS)结构式性质非晶体，融点为285℃，Tg为85℃优点1、耐热2、难溶解3、耐药品性4、耐燃性缺点成形时易产生毛边用途1、电器、电子：连接器、线圈架2、工业用品：表壳、洗涤用工具、计算机及OA零件3、汽车领域：各种感应器、化油器、电子控制零件聚砜(PFS)结构式性质淡棕色透明的非晶质树脂，Tg点为190℃优点1、机械强度佳2、尺寸精密度高3、电气特性优4、符合等多种卫生规格缺点成型条件不适当时，残留应力较大用途1、电器、电子：连接器、开关2、汽车航空机零件：汽车保险丝、特种电池箱3、精密机器零件：表壳、时钟内部零件4、医疗仪器：吸器、喷雾器、隐形眼镜消毒盒组成特性应用制造商ABS/NYLON耐热及抗化学性、流动性佳、低温冲击性、低成本汽车车身护板、引擎室零组件、连接器、动力工具外壳Bayer,DSMEngineeringABS/PVCPVC增加防火性、降低成本ABS提供耐冲击性家电用品零组件、事务机器零组件Bayer,KanekaCorp.ABS/PC增加ABS耐热尺寸安定性、改善PC低温、后壁耐冲性、降低成本打字机外壳、文字处理器、计算机设备之外壳、医疗设备零组件、小家电零组件、电子器材零组件、汽车头灯框、尾灯外罩、食物餐盘Bayer,DaicelChemical,DowChemical,DSMEngineering,Enichem,GEPlastics,IdemitsuPetro,MitsubishiEng-Plast.,TeijinChem.,耐特科技ABS/SMA增加耐热性、流动性、涂装性佳电子零组件、罩子、家电器材零组件PPO/PSPPE/PS改善PPO、PPE加工性、降低吸湿性、降低成本、提高PS热性、冲击性汽车零组件、仪表板、手套箱、连接器、车轮盖、风罩、保险开关盒、计算机外壳、事务机器外罩、通信器材罩壳零组件、医疗器材零组件GEPlastic,BASFABS/PolysulfonePSF提供耐热性、抗化学性、ABS改善PSF加工性、降低成本家电烤箱控制键、汽车车窗摇把、食品餐盘AmocoPC/PBTPBT改善耐溶剂及耐候龟裂性、PC提供尺寸安定性及耐冲击性汽车防撞板BASF,Enichem,GEPlastics,MitsubishiEng-Plast.,RTPPC/PETPE