常用塑膠原料特性介紹

1、,常用塑膠原料特性,一.高分子及塑料基本概念,1.高分子聚合物 polymer 1.1 定義由許多結(jié)構(gòu)單元以共價鍵結(jié)合而成的分子量在10000 以上的聚合物稱為高分子聚合物 由高分子的定義可知高分子的特征之一就是分子量很大。分子量越大則分子鏈間的凡得瓦吸引力越強(qiáng)。因此高分子的物性與分子量之間有非常密切的關(guān)系。 主要組成原子為 C H O N S Si F Cl,1.2分類 1.2.1 根據(jù)來源可分為 天然高分子蛋白質(zhì)淀粉纖維天然橡膠 合成高分子PCPEPPPSPVCPBTPA. 1.2.2 根據(jù)使用性質(zhì)可分為 塑料橡膠粘合劑涂料等 1.2.3 根據(jù)材料用途可分為 導(dǎo)電高分子醫(yī)用高分子高分子催化

2、劑等 1.2.4 按結(jié)構(gòu)分類：高分子化合物的結(jié)構(gòu)大致可以分為三類：線型結(jié)構(gòu)、支鏈型結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（也稱體型結(jié)構(gòu)）,一.高分子及塑料基本概念,A 線型結(jié)構(gòu)：整個分子猶如一條長鏈。這種結(jié)構(gòu)通常卷曲成不規(guī)則的團(tuán)狀，受拉伸時則可成直線狀。線型結(jié)構(gòu)的高聚合物具有良好的彈性和塑性，在適當(dāng)?shù)娜軇┲锌梢匀芙猓訜峥绍浕蛉刍Ｒ虼司€型結(jié)構(gòu)的高聚合物易于加工成型，并可重復(fù)使用。（如聚乙烯） B 支鏈型結(jié)構(gòu)：線型長鏈分子上帶有長短不等的支鏈的高分子。其性能和加工都接近于線型分子結(jié)構(gòu)。 線型結(jié)構(gòu)和支鏈性結(jié)構(gòu)的高分子化合物都具有熱塑性，即可以反復(fù)受熱熔化、冷卻固化；另外，它們還可以緩慢地溶解在適當(dāng)?shù)娜軇├铩?C 網(wǎng)狀

3、結(jié)構(gòu)（也稱體型結(jié)構(gòu)）：高分子鏈之間形成化學(xué)鍵，產(chǎn)生交聯(lián)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。具有熱固性，加工成型后不能受熱熔化，而且難溶于溶劑（如酚醛樹脂）。,線型結(jié)構(gòu),支鏈型結(jié)構(gòu),網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（也稱體型結(jié)構(gòu)）,2.塑料 plastics 2.1 定義在制造及加工過程中的某階段可流動成型或由聚合固化定形的高分子聚合物 2.2分類 2.2.1以成型性能分熱塑性及熱固性塑膠 A.熱塑性塑料分子鏈間無永久的化學(xué)交聯(lián)，只有分子間作用力，鏈間發(fā)生物理交聯(lián)，是可逆反應(yīng)。受熱到一定程度可軟化或熔化降溫后可固化并可反復(fù)循環(huán)的塑料如PA,ABS,PC,PBT，LCP等 B.熱固性塑料:凡受熱后塑化或軟化,分子間透過交聯(lián)劑發(fā)生不可逆的化學(xué)

4、反應(yīng)，而固化成形,冷卻后再受熱時不發(fā)生塑化變形的稱為熱固性塑膠.(不可回收使用)如酚醛樹脂環(huán)氧樹脂醇酸樹脂等,2.2.2 以分子排列結(jié)構(gòu)來分 A.結(jié)晶性塑料: 分子排列規(guī)整有明顯熔點(diǎn)如PP,PAPBTPOM等 優(yōu)點(diǎn)耐化學(xué)藥品性佳耐熱性佳流動性佳 缺點(diǎn)結(jié)晶收縮翹曲高吸水性耐沖擊性差 B.無定形塑料分子排列無序熔點(diǎn)不明顯如ABSPCPMMA等 優(yōu)點(diǎn)耐沖擊透明度高尺寸穩(wěn)定 缺點(diǎn)耐化學(xué)性差耐熱性差流動性差,超級工程塑膠,高級工程塑膠,工程塑膠,通用塑膠,特殊功能,彈性體,2.2.3以功能來分,通用塑膠 產(chǎn)量大價格低,應(yīng)用廣的稱為通用塑膠 只可作為一般非結(jié)構(gòu)使用 通用塑膠占了全球產(chǎn)量的四分之三以上 例如

5、:聚氯乙烯(PVC),聚乙烯(PE),聚丙烯(PP),聚笨乙烯(PS),ABS,酚醛塑料(PF) 但通過塑料改性后,某些通用塑料也可作為結(jié)構(gòu)材料使用,如PPGF 工程塑膠 能做工程材料和代替金屬制造各種機(jī)械設(shè)備或零件的稱為工程塑料. 具有優(yōu)異的綜合性能包括機(jī)械,電性能,耐熱性能,耐化學(xué)性能,尺寸穩(wěn)定性,并可在較寬闊范圍和較長時間良好地保持這些性能. 主要有: 工程塑膠:聚碳酸酯(PC),聚甲醛(POM),尼龍,PET,PBT 高級工程塑膠:聚甲醚(PPO),聚砜(PSU),聚苯硫醚(PPS),聚醚砜(PES),LCP 超級工程塑膠:聚醚醚酮(PEEK),聚酰胺亞胺(PAI),聚酰亞胺(PI),

6、各種工程塑料比較,熱變形溫度,價格（美元/KG),常用塑料特性比較（熱變形溫度等）,常用塑料特性比較（熱變形溫度等）,810kg-cm/cm,常用塑料特性比較（熱變形溫度等）,特殊功能塑膠 專為某一、兩種功能而制造的塑膠,這一類塑膠會在其其特殊功能上遠(yuǎn)勝于其他塑膠 例如: 導(dǎo)電塑料(conductive plastics)開關(guān)、電阻、碳粉、 可電鍍塑料(electro-platable plastics) 防火塑料(flame rearded plastics) 防火劑 硬PVC 可降解(光/生物)塑料(bio/photo degadable plastic) 彈性體(橡膠,高彈體) 在室溫下

7、具有高彈性,即受到很小的外力,形變可高達(dá)十倍以上,去除外力后以能恢復(fù)原狀的高分子材料. 如:丁苯橡膠,順丁橡膠等 橡膠通常經(jīng)硫化而輕度交聯(lián),受熱不分解. 有一類非化學(xué)交聯(lián)的高分子材料即有高彈性又能熱塑成形,稱為熱塑性彈性體TPE 如:SBS,SEBS,TPU,PP/EPDM等,2.3塑料的特點(diǎn),2.3.1優(yōu)點(diǎn)-輕而堅(jiān)韌,便宜,便于大量制造 從合成,成形,運(yùn)輸各方面來看,塑膠所耗用的能源比任何其它的材料都少,其最大的優(yōu)點(diǎn)是成形加工容易. 使用塑膠的目的: 降低材料費(fèi)成本-因?yàn)橘Y源豐富便宜,但是須使用于最適當(dāng)?shù)牡胤? 降低加工成本-塑膠適合量產(chǎn),加工工程可簡化甚至自動化,此外,塑膠多半經(jīng)過單一制程

8、即得成品,不需涂裝,修飾加工,因此,投資設(shè)備額可減少,加工上須考慮盡量減少人工. 減輕重量-比重只有鐵的八分之一.減輕部分可利用于提升性能之用. 避免生銹或腐蝕-塑膠不會有腐蝕生銹的問題,由于不需做防銹處理,可免電鍍,涂裝等過程,由此可減少工數(shù).不過廢棄物不會腐爛,處理上須費(fèi)一番考慮. 實(shí)現(xiàn)理想的形狀-可制成板金,沖壓辦不到的形狀或特性. 實(shí)理理相的造形和外觀-色彩艷麗,通常不需涂裝.造形性極佳,可實(shí)現(xiàn)美麗式樣. 隔熱性好-可用于保溫,保冷等用途. 電絕緣性好-沒有感電,短路之慮.多半高周波特性良好.,2.3塑料的特點(diǎn),2.3.2塑膠的缺點(diǎn)及注意點(diǎn) 精密度稍差-膨脹系數(shù)大,通常比金屬類多一位數(shù)

9、.此外有些塑膠會因濕度或經(jīng)久變形或發(fā)生尺寸變化. 耐熱性通常不佳-耐高溫性較差,通常不超過100度. 可燃性-大部分屬于可燃性,有些塑膠燃燒時產(chǎn)生有毒氣體,焚化時,容易產(chǎn)生黑煙或腐蝕性氣體,或發(fā)熱量過大,容易損傷焚化爐. 強(qiáng)度不夠-除通常提到的破裂強(qiáng)度外,實(shí)際上則因剛性不足發(fā)生的困擾多.剛性通常比金屬小二位數(shù). 耐溶劑,耐油性低-有些會溶解或產(chǎn)生龜裂,尤其在應(yīng)力下沾油時,有些發(fā)生應(yīng)力龜裂 會劣化(老化)-塑膠會因?yàn)樽贤饩€,熱,蒸汽及藥品而劣化. 不具電磁波屏蔽性-體積電阻通常是1015,防止帶電級是107 ,導(dǎo)電級是100,特種電磁波屏蔽級是10-2,2.4塑料的基本成份,填充物之主要功能,2

10、.5常用添加劑 2.5.1 填充劑: 作用：1增加容量，降低成本 2改進(jìn)塑料性能如硬度、尺寸穩(wěn)定性、阻燃性、耐熱耐候性 3：減小收縮率 分類：增量型、增強(qiáng)型、阻燃型、導(dǎo)電型、耐熱型、著色型、耐候型、抗粘連型 A.碳酸鈣（CaCO3）：其質(zhì)地較軟，對設(shè)備磨損較小，是塑料生產(chǎn)中使用最廣泛的填充劑。除有增量作用外，還可改善成型加工性能和制品品質(zhì)，提高剛性。這種填料在PVC中應(yīng)用較多 B.滑石粉(簡稱T）：白色鱗片狀結(jié)晶，含有纖維狀物，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，是無機(jī)填料中最軟的，有滑膩感?？商岣咧破穭傂?、尺寸穩(wěn)定性，防止蠕變，改善潤滑性。但用量過多不利焊接 C.無機(jī)填充劑有：陶土、硫酸鈣（石膏）、石棉、云母、玻

11、璃纖維等。D.有機(jī)填充劑有：木粉、果殼粉、有機(jī)纖維等,2.5.2 增強(qiáng)劑:用以提高塑料的力學(xué)性能即提高材料強(qiáng)度、剛度和硬度等的添加劑。同時還可改善其它物理性能如提高耐熱性，降低收縮率、改善尺寸穩(wěn)定性、導(dǎo)熱性和熱膨脹性 A.玻璃纖維:由熔融玻璃經(jīng)快速拉伸并冷卻形成的纖維狀物質(zhì)。優(yōu)點(diǎn)：比強(qiáng)度大、耐熱、耐堿腐蝕、化學(xué)性能穩(wěn)定，電絕緣性優(yōu)良；缺點(diǎn)：脆性較大、耐磨和耐揉性差表面光滑較難與樹脂粘結(jié)，對皮膚由刺痛感。是目前使用最多的一種增強(qiáng)劑. B.碳纖維:由元素碳構(gòu)成的一類纖維材料，多數(shù)由有機(jī)纖維炭化而成。優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量小、強(qiáng)度高、剛性好、耐蠕變、耐摩擦、耐疲勞、易導(dǎo)電和導(dǎo)熱尺寸精度穩(wěn)定性高、熱膨脹性小，消振

12、性好、耐熱、耐腐蝕，為非磁性體。缺點(diǎn)：價格高、沖擊強(qiáng)度稍低于玻璃纖維. 2.5.3增塑劑: 使樹脂塑性增加，加工性能改善如：降低塑料玻璃化溫度、熔點(diǎn)、軟化溫度或流動溫度，使塑料粘度變小，流動性增加。并提高制品柔韌性。分類：鄰苯二甲酸脂（使用最廣）、脂肪族二元酸脂、磷酸脂、環(huán)氧化合物、多元醇脂、含氯化合物,2.5.4著色劑:改變塑料固有顏色的物質(zhì)。分類：1）無機(jī)著色劑：透明度和鮮明度較差、色澤較黯淡，價格低，使用最多。2）有機(jī)著色劑：色彩鮮艷、著色力強(qiáng)。3）熒光增白劑：可消除塑料的微黃色，使色彩鮮明、醒目。4）珠光劑：均勻分布于塑料中，能在一定角度上強(qiáng)烈反射光線，產(chǎn)生如同珍珠一樣的晶瑩閃光。有帶

13、魚魚鱗或鉛化物 2.5.5熱穩(wěn)定劑: 改善塑料在加工和使用過程中，由于受熱引起的降解導(dǎo)致其性能劣化的一種添加劑。一般所述的熱穩(wěn)定劑多是指對PVC的熱穩(wěn)定劑。還有POM熱穩(wěn)定劑。分類：鹽基鉛鹽熱穩(wěn)定劑（毒性大、不透明，價格低）、金屬皂類熱穩(wěn)定劑、有機(jī)錫類熱穩(wěn)定劑用量25 2.5.6阻燃劑:提高可燃性塑料難燃性的一種添加劑。分類：1）添加型阻燃劑：使用方便，適用面廣，有：磷酸脂、磷酸三甲苯脂、磷酸三、三氧化二銻、氫氧化鋁、氯化石蠟、六溴苯、十溴聯(lián)苯醚等。2）反應(yīng)型阻燃劑：阻燃性持久，對塑料性能影響較小，價格高、使用不太普遍，主要用于環(huán)氧樹脂、聚氨脂等熱固性塑料中。有鹵代酸酐、四氯鄰苯二甲酸酐塑、四

14、溴鄰苯二甲酸酐。,2.5.7 潤滑劑: 能夠改善聚合物成型加工時流動性的物質(zhì)。分類：1）外潤滑劑：改善塑料熔料與模具熱金屬表面的摩擦狀況與熔體相容性差，易從熔料中向外遷移，在熔料與模具間形成一層很薄的隔離膜，使塑料不粘住模具表面。有石蠟、硬酸脂及其鹽類。2）內(nèi)潤滑劑：改善塑料熔料的內(nèi)摩擦生熱和熔體的流動性，降低內(nèi)摩擦力。有PE、PTFE、PP等。有時需幾種潤滑劑配合使用產(chǎn)生復(fù)合潤滑劑，可以起到多方面作用，效果更好。用量0.51 2.5.8光穩(wěn)定劑 :一種抑制或減弱光對塑料的降解作用，提高塑料耐光性的物質(zhì)。太陽光中紫外線是對塑料產(chǎn)生老化作用的主要原因，故又叫紫外線吸收劑。分類：1）光屏蔽劑又叫遮

15、光劑：有碳黑（最好）、氧化鋅、氧化鈦。1）紫外線吸收劑（使用最普遍的光穩(wěn)定劑）：有水楊酸脂類、二苯甲醇類（產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣） 2.5.9 UV吸收劑 ：形成保護(hù)膜，過濾及吸收紫外線，分解過氧化物，降低塑膠溫度，有水楊酸脂、二苯甲酮、 甲苯三批咯 、 丙稀系.,二常用塑料特性介紹,三材料選擇相關(guān)問題,防火等級,材料類型,產(chǎn)品顏色,結(jié)構(gòu),耐溫性,強(qiáng)度,其他要求,成型性,采購,其他,客戶要求,技朮瓶頸,客戶要求 防火等級UL94-V0V1V2HB 材料類型如PA66PBTPA46PA6T 等 顏色黑色白色灰色等 技朮瓶頸: 耐溫性SMT制程波峰焊制程使用環(huán)境高低溫 結(jié)構(gòu)薄壁壁厚變化大韌性要求高 強(qiáng)度保持力端子干涉量結(jié)合線強(qiáng)度 其他產(chǎn)品使用環(huán)境量產(chǎn)模穴數(shù)模具排氣,材