塑胶材料简介

塑膠材料簡介

塑膠材料分為兩大類:

一.熱塑性塑膠材料(Thermoplastic resin):

熱塑性塑膠是指該類塑膠材料, 加熱至適當的溫度會降低黏度, 軟化, 成為融溶可塑

化狀態, 塑化完成經冷卻後, 可以依塑化形狀成為固定形狀. 其化學構造呈線狀(Linear)之高分子物質, 是一種可逆的高分子材料.

在日常生活的非塑膠類物品, 類似冰或蠟.

熱塑性塑膠材料又可分為 : 結晶性塑膠與非結晶性塑膠, 現在分別敘述如下 :

A. 結晶性(Crystallinity)塑膠 :

PA(Nylon), POM(Polyacetal, Duracon), PE, PP, PET, PBT

Nylon(PolyAmid,PA)

有Nylon-6, 6/6, 6/10, 11, 12等數種, 具有強韌, 耐磨性以及耐藥品性, 耐油性等特性,

但是尺寸安定性不佳為其缺點. Nylon具有吸水性, 在 65% RH之平衡水分為Nylon-6 :3.5%, Nylon-6/6 : 2.5%, Nylon-6/10 : 1.5%, Nylon-12 : 0.75% .吸水量多, 即提高耐衝擊性, 所以

水分可說是Nylon的一種可塑劑, 但吸水量增加則降低塑膠的剛性, 或發生尺寸之變化或

在成形品中容易產生氣泡, 如吸水性增加 1%, 則其尺寸增加率為 : Nylon-6 : 0.2%,

Nylon-6/6 : 0.25%.

Nylon 的耐磨性與潤滑性甚佳, 此為其最大特徵之一, 潤滑性依使用條件而異,但

僅次於Teflon.

Nylon屬結晶性高分子材料, 其軟化溫度高, 在無負荷狀態下, 耐熱溫度達120 C以

上, 在負荷狀態下,其耐熱溫度則會降低.其軟化溫度範圍小, 此與一般塑膠材料不同,

例如, Nylon-6/6 的融點為250 C, Nylon-6/10 為210 C, 在高溫有明確的溶點. 所以其成

形溫度必須高於其溶點, 在 230 - 290 C 之高溫下成形加工, 另外其溶解熱大, 需要用可

塑化能力較大的成形機.

Nylon在溶點以下沒有流動性, 所以在溶點溫度下急速的溶融, 其溶點黏度的變化

對溫度非常敏感, 又因為其分解溫度與溶點溫度非常接近, 如 Nylon-6在250 C 開始分解,

因此在成形時, 需要精確的控制成形溫度, 並需避免塑料在料管中長時間的滯留, 造成塑

料的分解.

聚縮醛 ( Polyacetal, POM)

俗稱塑膠鋼, 有兩種形態, 一為杜邦 (Du-Pont)公司生產的 Delrin,為一種甲醛的單聚合體. 另一種就是甲醛與環氧乙烷類的共聚合體, 屬Duracon 之類.

POM 的磨擦特性在熱塑性塑膠中最為優秀, 其靜態磨擦係數與動態磨擦係數幾乎

相同, 耐熱性良好亦為其特徵之一, 可以在 104 C 的溫度下連續使用, 並在116 C的溫度下,能耐間歇性使用. 在 116 C 經 2,000 小時熱處理後, 其衝擊強度, 溶融指數並無變化, 但拉力強度增加;其熱安定性可由連續再生使用五次, 而塑料物性並無重大變化的事實得知.

利用POM 特優的強韌性, 耐疲勞性, 耐潛變性(Creep), 耐磨性等, 較金屬輕,容易成形,自潤滑性, 耐水性等特點, 取代多種金屬材料製品用途.

聚乙烯 (PolyEthylene, PE)

依據密度或是製造方法的不同, 可以分為高壓低密度PE(LDPE) 與低壓高密度PE 兩種, 除此之外, 尚有超高分子量PE等.

高壓低密度PE(LDPE)

LDPE 密度 0.92 - 0.94, 為乳白色不透明至半透明塑膠, 熱安定性, 耐水性,電絕緣性等良好, 無毒, 能耐低溫(-76 C); 耐紫外線特性差, 在常溫下不溶解於任何溶劑. 是典型的無極性高分子, 所以在其表面印刷或接著有困難, 需作表面處理, 如以氧化劑處理表面, 或接觸

短時火焰, 照射高能量電子線, 改變表面分子構造,即可改善其接著性,增加與印刷油墨的親和力. 目前Corona放電處理最普遍簡便.其主要用途係作為塑膠袋材料, 約佔產量的70%以上.

低壓高密度PE(HDPE)

HDPE密度為0.95 - 0.965, 硬度與強度較LDPE 高, 耐熱性也較LDPE高,其餘耐藥品性,耐溶劑性, 電絕緣性等與LDPE相近.

比重介於 0.92 - 0.94 者稱為中密度PE.

超高分子量PE

超高分子量PE,分子量200萬以上, 雖經加熱軟化亦不流動, 所以無法以一般成形法加工.超高分子量PE, 分子量 100萬以上的耐衝擊性特佳, 耐磨性特優,

在高溫(100 C)下長期負載不發生潛變(Creep)現象.一般都是利用壓縮成形加工.

聚丙烯 (PolyPropylene, PP)

PP 比重 0.90 - 0.92 在常用塑膠中最輕, 其熱膨脹係數, 冷卻時的收縮率較HDPE低,與PE一樣,在常溫下不溶解於任何溶劑,在 79 C 以上可溶解於芳香族碳化氫. 透明性與耐熱

性較PE為佳,可取代PE製品,例如可耐殺菌的餐具,食品包裝用品等.

PP的機械特性中,耐彎曲疲勞強度為所有塑膠材料中最為卓越,因此常被用來作為容

器的一體成形絞鏈(Hinge).

除此之外, PP 製品的應用範圍大致與PE類似.

熱塑性聚酯 (PolyEthylene Terephthalate, PET)

(PolyButylene Terephthalate, PBT)

熱塑性聚酯的單體成形品物性較差, 如添加玻璃纖維, 即可大幅改善其機械強度, 使得應用範圍更為廣泛. 熱塑性聚酯因含極性分子, 容易結晶, 屬結晶性高分子, 所以耐熱性高,容易與玻璃纖維相結合, 可做為高強度的成形材料. 添加玻璃纖維的熱塑性聚酯, 可提高耐熱性及軟化溫度, 熱變形溫度則可達240 C, 比 PPO 更高.

熱塑性聚酯的電氣絕緣性特別優秀, 耐有機藥品, 但對強酸, 氧化性酸,鹼的抵抗性較差,吸水率約為 0/.13%. 可利用其卓越的電氣特性, 耐熱性, 機械強度, 製作各種電氣零件,開闢,線圈軸, Relay, connecter 等用品.

PBT 的機械強度較 PET 優良.