塑膠材料種類與選用原則

1、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(huì)簡(jiǎn)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(guī)等淺簡(jiǎn)介紹課程簡(jiǎn)介課程簡(jiǎn)介 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo) 本課程將為大家介紹塑膠的種類，選用原則 透過學(xué)習(xí)您將瞭解 如何正確選擇適當(dāng)?shù)乃苣z材質(zhì) Tm, Tg相關(guān)參數(shù)意義Agenda塑膠的種類區(qū)分-P5Tg與塑膠特性-P6結(jié)晶性塑膠與無定形塑膠的PVT圖-P7結(jié)晶性與非結(jié)晶性塑膠差異-P8常用塑膠Tg和Tm-P9塑膠添加劑的種類-P10常用塑膠介紹-P11-21印表機(jī)塑膠使用範(fàn)例-P22塑膠物性表-P23-P26UL94燃燒等級(jí)及判定-P27總結(jié)-P28FAQ -P29參考資料-P3

2、0學(xué)習(xí)測(cè)試-P31-33學(xué)習(xí)測(cè)試解答-P34-39塑膠的種類區(qū)分塑膠的種類區(qū)分 一般塑膠的分類有很多種，較常用的是根據(jù)塑膠對(duì)反覆加熱的特性做區(qū)分 依據(jù)上述的特性可區(qū)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(huì)產(chǎn)生架橋反應(yīng)類似化學(xué)反應(yīng)的不可逆性，再次加熱不會(huì)軟化 熱塑性塑膠在加熱時(shí)，類似物理的相變化由固相變?yōu)橐合?，此相變化不受加熱次?shù)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(jié)晶區(qū)分為結(jié)晶性塑膠和非結(jié)晶性塑膠Tg與塑膠特性與塑膠特性高分子具有二種狀態(tài)：無定形態(tài) (Amorphous) 和結(jié)晶態(tài) (Crystalline) 若是無定形高分子則有 Tg，若是結(jié)晶高分子則有 T

3、mTg的出現(xiàn)，是由於高分子主鏈小規(guī)模的移動(dòng)換句話說，只有溫度在Tg以上，高分子才有機(jī)會(huì)作有限度的移動(dòng)若溫度在Tg之下，高分子鏈將被凍結(jié)住(quench)，而成為類似玻璃堅(jiān)硬的固體決定無定形高分子材料是堅(jiān)硬或者是柔軟的因素： 若 Tg 室溫，則高分子材料是堅(jiān)硬的 若 Tg 502100/30002300/2700POM62/7025/702800/32002400/31008MPPO55/6850/60250098/112MPPO+GF/1074/54800/8470100/147PMMA55/772/102700/320095/1202機(jī)械機(jī)械塑膠物性表塑膠物性表-3塑膠工作溫度熱變形溫度(H

4、DT)熱膨脹係數(shù)10-6mm/mm/ 熱傳導(dǎo)係數(shù)WmK比熱KJ/kgKABS75/8580/12060/1100.181.3HIPS50/7080/110700.181.3PC135130/14560/700.211.17PC+GF136/14934/650.34PC/ABS80/12976/800.2POM90/110110/17090/1100.25/0.301.46MPPO80100/140600.231.4MPPO+GF100/14030/35PMMA65/9060/100700.181.47熱力熱力塑膠物性表塑膠物性表-4塑膠體積電阻cm表面電阻介電常數(shù)(106HZ)散逸因數(shù)tan

5、(106HZ) 耐電壓KV25mABS101510132.4/3.82/15X10-3400HIPS101610132.50.5/4X10-4500PC101610152.910X10-3350PC+GF101510153.19X10-3230PC/ABS10152.7/3.17/8.5X10-3170/350POM101510133.75X10-3700MPPO101610142.60.9X10-3500MPPO+GF101610163.1/3.32/15X10-3430PMMA101510152.2/3.20.004/0.04300電氣電氣UL94燃燒等級(jí)及判定燃燒等級(jí)及判定UL94HB(

6、UL94HB(水平燃燒水平燃燒) )UL94V(UL94V(垂直燃燒垂直燃燒) )UL94V0是目前耐燃最高等級(jí)，一般使用場(chǎng)合為有發(fā)熱元件或有燃燒可能性的地方如PCB，POWER SUPPLY，馬達(dá)，發(fā)熱電阻等處所總結(jié)總結(jié) 上完本課程, 您必須要能誠(chéng)實(shí)回答下列問題 您知道塑膠可以分為幾大類? 您知道結(jié)晶性塑膠和無定形塑膠的差異？，其使用時(shí)機(jī)分別為何? 塑膠添加計(jì)的種類及使用時(shí)機(jī) UL94燃燒等級(jí)的分類及耐燃程度的優(yōu)劣區(qū)分FAQQ&A內(nèi)容分類Q1什麼是結(jié)晶性樹膠，無定性型塑膠？A1結(jié)晶性塑膠在微觀下，有部分分子以規(guī)律方式排列。這類塑膠結(jié)晶率依冷卻狀況會(huì)有不同的值，故有稱半結(jié)晶性塑膠(Semi-C

7、rystalline)。因結(jié)晶率未達(dá)到100%。無定型塑膠的分子 以Random方式排列，故稱之。Q2為何只有結(jié)晶性塑膠有Tm?A2熔化溫度Tm：對(duì)於結(jié)晶型聚合物，指大分子鏈結(jié)構(gòu)的三維遠(yuǎn)程有序態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序黏流態(tài)溫度，也稱熔點(diǎn)。是結(jié)晶型聚合物成型加工溫度的下限。無定形塑膠不是沒有Tm，只是不明顯不容易加以界定。為了避免困擾在無定形塑膠不使用Tm這個(gè)溫度。Q3為何在要求尺寸精密度時(shí)的首選塑膠材料是無定型塑膠?A3通常無定型塑膠的成型收縮率比結(jié)晶性的塑膠來得小。Q4玻璃轉(zhuǎn)化溫度Tg和加工溫度之間的關(guān)係?A4玻璃化溫度Tg：指無定型聚合物（包括結(jié)晶型聚合物中的非結(jié)晶部分）由玻璃態(tài)向高彈態(tài)或者由後者向前

8、者的轉(zhuǎn)變溫度。是無定型聚合物大分子鏈段自由運(yùn)動(dòng)的最低溫度，也是製品工作溫度的上限。參考資料參考資料參考文件 塑膠材料應(yīng)用技術(shù)(塑膠工業(yè)中心)參考書籍 Engineering material properties and selection /Kennth G.Budinski sixth edition ISBN:0-13-904715-8 Plastics for Engineers Materials, Properties, Applications H. Domininghaus ISBN:3-446-15723-9參考網(wǎng)站無學(xué)習(xí)測(cè)試學(xué)習(xí)測(cè)試-1( ) 下列對(duì)結(jié)晶性塑膠的描述何者為真

9、?(1) 可觀察塑膠表面是否有結(jié)晶顆粒作為判斷基準(zhǔn)(2) 結(jié)晶性塑膠內(nèi)部全部都是結(jié)晶成分，並無非結(jié)晶的成分在內(nèi)(3) 結(jié)晶性塑膠有明顯的熔點(diǎn)Tm( ) 聚丙烯PP(結(jié)晶性塑膠)的玻璃轉(zhuǎn)換溫度Tg為-10下列論述何者為 真?(1) 在-10下PP呈現(xiàn)柔軟的特性(2) PP工作溫度要低於Tg(3) PP在低溫時(shí)有安全上的顧慮，室外產(chǎn)品使用時(shí)需考慮寒害的問題( ) 聚碳酸酯PC(無定形塑膠)的玻璃轉(zhuǎn)換溫度Tg為145下列論述何者 為真?(1) PC的工作溫度要低於Tg(2) PC的工作溫度要高於Tg(3) PC在145以上溫度呈現(xiàn)剛硬的特性學(xué)習(xí)測(cè)試學(xué)習(xí)測(cè)試-2 ( ) 橡膠也是一種高分子，以你對(duì)Tg

10、的了解推測(cè)橡膠的Tg是再哪一 個(gè)範(fàn)圍?(1) 高於室溫(2) 低於室溫(3) 接近室溫( ) 目前有一需要光學(xué)特性的塑膠，您建議在哪一類塑膠中去尋找?(1) 結(jié)晶性塑膠(2) 無定形塑膠(3) 彈性體( ) 目前有一潤(rùn)滑需求的塑膠材料，您建議在哪一類塑 膠中去尋找?(1)結(jié)晶性塑膠(2)無定形塑膠(3)彈性體學(xué)習(xí)測(cè)試學(xué)習(xí)測(cè)試-3( )有一塑膠發(fā)生環(huán)境應(yīng)力破裂(environment stress crack)，你推測(cè) 這可能是那一類的塑膠嗎?(1)結(jié)晶性塑膠 (2)無定形塑膠 (3)彈性體 ( )目前要尋找一縮水率小的塑膠材料，您建議在哪一類塑膠中去尋 找?(1)結(jié)晶性塑膠(2)無定形塑膠 (

11、3)彈性體學(xué)習(xí)測(cè)試解答學(xué)習(xí)測(cè)試解答-1(3) 下列對(duì)結(jié)晶性塑膠的描述何者為真?(1) 可觀察塑膠表面是否有結(jié)晶顆粒作為判斷基準(zhǔn)(2) 結(jié)晶性塑膠內(nèi)部全部都是結(jié)晶成分，並無非結(jié)晶的成分在內(nèi)(3) 結(jié)晶性塑膠有明顯的熔點(diǎn)Tm解說：結(jié)晶性塑膠，有所謂的結(jié)晶率。這是代表塑膠內(nèi)結(jié)晶結(jié)構(gòu)所 佔(zhàn)的比率，所以結(jié)晶性塑膠組成不全都是結(jié)晶成分，故有人 稱結(jié)晶性塑膠為半結(jié)晶塑膠。結(jié)晶的大小多半無法以肉眼直 接觀察，必須藉助儀器觀察。(3) 聚丙烯PP(結(jié)晶性塑膠)的玻璃轉(zhuǎn)換溫度Tg為-10下列論述何者為 真?(1) 在-10下PP呈現(xiàn)柔軟的特性(2) PP工作溫度要低於Tg(3) PP在低溫時(shí)有安全上的顧慮，室外產(chǎn)

12、品使用時(shí)需考慮寒害的問題解說：塑膠在玻璃轉(zhuǎn)換溫度以下，會(huì)呈現(xiàn)類玻璃般剛硬的特性。PP 在玻璃轉(zhuǎn)換溫度以下工作，部分機(jī)械性能會(huì)因此受到影響， 所以要注意寒害的問題。學(xué)習(xí)測(cè)試解答學(xué)習(xí)測(cè)試解答-2(1) 聚碳酸酯PC(無定形塑膠)的玻璃轉(zhuǎn)換溫度Tg為145下列論述何者 為真?(1) PC的工作溫度要低於Tg(2) PC的工作溫度要高於Tg(3) PC在145以上溫度呈現(xiàn)剛硬的特性解說：結(jié)晶性塑膠一般的工作溫度，要低於Tg。一般簡(jiǎn)略的算法 是將Tg減去1020度作為最高的工作溫度界限(Short time)，也有取HDT作為工作溫度界限。 學(xué)習(xí)測(cè)試解答學(xué)習(xí)測(cè)試解答-34. (2) 橡膠也是一種高分子，

13、以你對(duì)Tg的了解推測(cè)橡膠的Tg是再哪一 個(gè)範(fàn)圍?(1) 高於室溫(2) 低於室溫(3) 接近室溫解說：橡膠在常溫保持柔軟的彈性，而在低溫時(shí)逐漸失去彈性， 所以可以推測(cè)橡膠的Tg低於常溫。 (2) 目前有一需要光學(xué)特性的塑膠，您建議在哪一類塑膠中去尋找?(1) 結(jié)晶性塑膠(2) 無定形塑膠(3) 彈性體解說：光學(xué)塑膠要求的是質(zhì)地均一，前面有說到結(jié)晶性塑膠另稱 半結(jié)晶塑膠所以質(zhì)地很明顯不均一，結(jié)晶部位和非結(jié)晶部 位的光折射率不同，當(dāng)然不能作為光學(xué)用。所以要在非結(jié) 晶塑膠中去尋找適合光學(xué)用的材料。學(xué)習(xí)測(cè)試解答學(xué)習(xí)測(cè)試解答-4(1) 目前有一潤(rùn)滑需求的塑膠材料，您建議在哪一類塑 膠中去尋找?(1)結(jié)晶性塑膠(2)無定形塑膠(3)彈性體解說：結(jié)晶性塑膠在韌性和耐磨耗的性能上優(yōu)於非結(jié)晶性塑膠。請(qǐng)參閱第八頁結(jié)晶性和非結(jié)晶塑膠的差異對(duì)照表。學(xué)習(xí)測(cè)試解答學(xué)習(xí)測(cè)試解答-5(2)有一塑膠發(fā)生環(huán)境應(yīng)力破裂(environment stress crack)，你推測(cè) 這可能是那一類的塑膠嗎?(1)結(jié)晶性塑膠 (2)無定形塑膠 (3)彈性體 解說：塑膠在測(cè)量殘留應(yīng)力，最常用的方法就是溶劑浸泡法。環(huán) 境應(yīng)力破裂 (environment stress crack)就是類似上面 的原理，在應(yīng)力高的地方發(fā)生溶解現(xiàn)象。結(jié)晶性塑膠在冷 卻凝固