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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Agenda1.塑膠的種類區分--------------------------------------------------------P52.Tg與塑膠特性-----------------------------------------------------------P63.結晶性塑膠與無定形塑膠的PVT圖--------------------------------P74.結晶性與非結晶性塑膠差異-----------------------------------------P85.常用塑膠Tg和Tm------------------------------------------------------P96.塑膠添加劑的種類-----------------------------------------------------P107.常用塑膠介紹-----------------------------------------------------------P11-218.印表機塑膠使用範例--------------------------------------------------P229.塑膠物性表-------------------------------------------------------------P23-P2610.UL94燃燒等級及判定------------------------------------------------P2711.總結----------------------------------------------------------------------P2812.FAQ---------------------------------------------------------------------P2913.參考資料----------------------------------------------------------------P3014.學習測試----------------------------------------------------------------P31-3315.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-2ABS(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-3HIPS(HighImpactPolystyrene)•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-4PC(Polycarbonate)聚碳酸酯•PC的耐衝擊性佳、尺寸安定性佳、可見光透光率80~90%、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-5PC+GF(Polycarbonate+GlassFiber)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(AlloyAcrylonitrile-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-7POM聚縮醛(PolyOxyMethyleneorPolyacetal)•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、SiliconeOil、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ACETALHOMPOLYMER共聚ACETALCOPOLYMER強度剛性高，硬度高剛性比較低，富柔軟性，比較不易折斷耐疲勞性，耐反覆，衝擊性佳伸長性比較好耐熱變形，溫度高，熔點高剛性較低，固熱變形溫度較差表面硬度高，耐磨耗性佳表面硬度低，固耐磨耗性較差機械特性優秀耐鹼性藥品比較好。衝擊強度高熱安定性較好，成型性佳，不易過火成型收縮率大1.8~2.2%成型收縮率小，1.4~1.8%結晶速度高，成型周期快，加工成本低成型周期慢，加工成本高單聚和共聚POM差異常用塑膠介紹-9MPPO變性聚氧苯(ModifiedPolyPhenyleneOxide)•PPO加工作業性差，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100~170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-10PPO+GF聚氧苯玻璃纖維補強(ModifiedPolyPhenyleneOxide+GlassFiber)•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-11PMMA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100°C低於PC的130°C、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塑膠比重g/cm2成型收縮率%吸水率%ABS1.04/1.060.3/0.70.2/0.45HIPS1.050.03/0.1PC1.20.5/0.80.16PC+GF1.24/1.330.1/0.5PC/ABS1.1/1.190.4/0.70.4/0.7POM1.41/1.421.8/2.20.22/0.25MPPO1.060.5/0.70.06MPPO+GF1.2/1.340.1/0.4PMMA1.17/1.200.2/0.60.1/0.4物理塑膠物性表-2塑膠抗拉強度N/mm2破裂伸長率%彈性模數N/mm2彎曲模數N/mm2衝擊強度KJ/M2(Notch)ABS32/4515/301900/27002200/24507/20HIPS45/653/43200/32502/2.5PC56/67100/1302100/24002300NobreakPC+GF80/1003/53790/87903800/6500PC/ABS49/67502100/30002300/2700POM62/7025/702800/32002400/31008MPPO55/6850/60250098/112MPPO+GF/1074/54800/8470100/147PMMA55/772/102700/320095/1202機械塑膠物性表-3塑膠工作溫度℃熱變形溫度(HDT)℃熱膨脹係數10-6mm/mm/℃熱傳導係數WmK比熱KJ/kgKABS75/8580/12060/1100.181.3HIPS50/7080/110700.181.3PC135130/14560/700.211.17PC+G