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塑膠原料的種類
日期：2024-11-24 06:36
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摘要：塑膠原料的種類
一般而言，塑膠原料可大分為兩大類：「熱塑性塑膠」（Thermoplastic）及「熱固性塑膠」(Thermosetting)。熱塑性塑膠在常溫下通常為顆粒狀，加熱到一定溫度后變成熔融的狀態(tài)，將其冷卻后則固化成型，若再次加熱則又會(huì)變成熔融的狀態(tài)，而可進(jìn)行再次的塑化成型。因此，熱塑性塑膠可經(jīng)由加熱熔融而反覆固化成型，所以熱塑性塑膠的廢料通?？苫厥赵倮?，亦即有所謂的「二次料」。相反的，熱固性塑膠則是加熱到一定溫度后變成固化狀態(tài)，即使繼續(xù)加熱也無(wú)法改變其狀態(tài)。因此，熱固性塑膠無(wú)法經(jīng)由再加熱來(lái)反覆成型，所以熱固性塑...
塑膠原料的種類
一般而言，塑膠原料可大分為兩大類：「熱塑性塑膠」（Thermoplastic）及「熱固性塑膠」(Thermosetting)。熱塑性塑膠在常溫下通常為顆粒狀，加熱到一定溫度后變成熔融的狀態(tài)，將其冷卻后則固化成型，若再次加熱則又會(huì)變成熔融的狀態(tài)，而可進(jìn)行再次的塑化成型。因此，熱塑性塑膠可經(jīng)由加熱熔融而反覆固化成型，所以熱塑性塑膠的廢料通?？苫厥赵倮?，亦即有所謂的「二次料」。相反的，熱固性塑膠則是加熱到一定溫度后變成固化狀態(tài)，即使繼續(xù)加熱也無(wú)法改變其狀態(tài)。因此，熱固性塑膠無(wú)法經(jīng)由再加熱來(lái)反覆成型，所以熱固性塑膠的廢料通常是不可回收再利用的。
請(qǐng)問(wèn)何謂「工程塑膠」？有何特性？
工程塑膠就是被用做工業(yè)零件或外殼材料的工業(yè)用塑膠，其強(qiáng)度、耐沖擊性、耐熱性、硬度及抗老化性均優(yōu)的塑膠。日本業(yè)界的定義為「可以做為構(gòu)造用及機(jī)械零件用之高性能塑膠，耐熱性在100℃以上，主要運(yùn)用在工業(yè)上」。其性能包括：
1. 熱性質(zhì)：玻璃轉(zhuǎn)移溫度(Tg)及熔點(diǎn)(Tm)高、熱變形溫度(HDT)高、長(zhǎng)期使用溫度高(UL-746B)、使用溫度范圍大、熱膨脹系數(shù)小。
2. 機(jī)械性質(zhì)：高強(qiáng)度、高機(jī)械模數(shù)、潛變性低、耐磨損、耐疲勞性。
3. 其他：耐化學(xué)藥品性、優(yōu)良的抗電性、耐燃性、耐候性、尺寸安定性佳。
被當(dāng)做通用性塑膠者包括聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)、聚醯胺(尼龍, Polyamide, PA)、聚縮醛(Polyacetal, Polyoxy Methylene, POM)、變性聚苯醚(Poly Phenylene Oxide, 變性PPE )、聚酯(PETP，PBTP)、聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide, PPS)、聚芳基酯，而熱硬化性塑膠則有不飽和聚酯、酚塑膠、環(huán)氧塑膠等。拉伸強(qiáng)度均超過(guò)50MPa，抗拉強(qiáng)度在500kg/cm2以上，耐沖擊性超過(guò)50J/m，彎曲彈性率在24000kg/cm2，負(fù)載撓曲溫度超過(guò)100℃，其硬度、老化性優(yōu)。聚丙烯若改善硬度及耐寒性，則亦可列入工程塑膠的范圍。此外，較特殊者為強(qiáng)度弱、耐熱、耐藥品性優(yōu)的氟素塑膠，耐熱性優(yōu)的矽溶融化合物、聚醯胺醯亞胺、聚醯亞胺、Polybismaleimide、Polysufone(PSF)、PES、丙烯塑膠、變性蜜胺塑膠、BT Resin、PEEK、PEI、液晶塑膠等。因?yàn)榛瘜W(xué)構(gòu)造不同，故耐藥品性、摩擦特性、電機(jī)特性等也有若干差異。且因成形性的不同，故有適用于任何成形方式者，亦有只能以某種成形方式加工者，造成應(yīng)用上的受限。熱硬化型的工程塑膠，其耐沖擊性較差，因此大多添加玻璃纖維。工程塑膠除了聚碳酸酯等耐沖擊性大者外，通常具有延伸率小、硬、脆的性質(zhì)，但若添加20~30%的玻璃纖維，則可有所改善。
請(qǐng)問(wèn)何謂塑膠的「結(jié)晶性」？
塑膠之構(gòu)造是由許多線狀、細(xì)長(zhǎng)之高分子化合物組成的集合體，依分子成正規(guī)排列的程度，稱為結(jié)晶化程度（結(jié)晶度），而結(jié)晶化程度可用x線的反射來(lái)量測(cè)。有機(jī)化合物的構(gòu)造復(fù)雜，塑膠構(gòu)造更復(fù)雜，且分子鏈的構(gòu)造（線狀、毛球狀、折疊狀、螺旋狀等）多變化，致其構(gòu)造亦因成形條件不同而有很大的變化。結(jié)晶度大的塑膠為結(jié)晶性塑膠，分子間的引力易相互作用，而成為強(qiáng)韌的塑膠。為了要結(jié)晶化及規(guī)則的正確排列，故體積變小，成形收縮率及熱膨脹率變大。因此，若結(jié)晶性越高，則透明性越差，但強(qiáng)度越大。
結(jié)晶性塑膠有明顯熔點(diǎn)(Tm)，固體時(shí)分子呈規(guī)則排列，強(qiáng)度較強(qiáng)，拉力也較強(qiáng)。熔解時(shí)比容積變化大，固化后較易收縮，內(nèi)應(yīng)力不易釋放出來(lái)，成品不透明，成形中散熱慢，冷模生產(chǎn)之日后收縮較大，熱模生產(chǎn)之日后收縮較小。相對(duì)于結(jié)晶性塑膠，另有一種為非結(jié)晶性塑膠，其無(wú)明顯熔點(diǎn)，固體時(shí)分子呈不規(guī)則排列，熔解時(shí)比容積變化不大，固化后不易收縮，成品透明性佳，料溫越高色澤越黃，成形中散熱快。
請(qǐng)問(wèn)何謂塑料的「MI」值？
MI的全名為「熔液流動(dòng)指數(shù)」(Melt Flow Index)，簡(jiǎn)稱「熔融指數(shù)」(Melt Index)，是一種表示塑膠材料加工時(shí)流動(dòng)性的數(shù)值。它是美國(guó)量測(cè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ASTM)根據(jù)美國(guó)杜邦公司(Du Pont)慣用的鑒定塑膠特性之方法制定而成，其測(cè)試方法是使塑膠粒在一定時(shí)間（10分鐘）內(nèi)，一定溫度及壓力（各種材料標(biāo)準(zhǔn)不同）下，融化之塑膠流體，通過(guò)一直徑2.1mm圓管所流出之克數(shù)。其值越大，表示此塑膠材料之加工流動(dòng)性越佳，反之則越差。經(jīng)常使用之測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為ASTM D 1238，該測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的量測(cè)儀器-熔液指數(shù)計(jì)(Melt Indexer)的結(jié)構(gòu)如下：將待測(cè)高分子（塑膠）原料置入小槽中，槽末接有細(xì)管，細(xì)管直徑為2.095mm，管長(zhǎng)度為8mm。加溫至某溫度后，原料上端藉由活塞施加某一定重量向下壓擠，量測(cè)該原料在10分鐘內(nèi)所被擠出的重量，即為該塑膠的流動(dòng)指數(shù)。所以有時(shí)您會(huì)看到如下的表示法25g / 10min，清楚的表示其MI為25，且是在10分鐘內(nèi)擠出25g之意。一般常用的塑膠其MI值大約介于1~25之間，MI愈大，代表該塑膠原料黏度愈小及分子重量愈小。而MI愈小，代表該塑膠黏度愈大及分子重量愈大。
請(qǐng)問(wèn)何謂塑料的「Tg」
「玻璃轉(zhuǎn)移溫度」(Glass transition temperature，Tg )，為轉(zhuǎn)移溫度(Transition temperature)的一種，當(dāng)聚合物在Tg時(shí)，會(huì)由較高溫所呈現(xiàn)的橡膠態(tài)，轉(zhuǎn)至低溫所呈現(xiàn)出似玻璃又硬且易脆的性質(zhì)。結(jié)晶性塑料有明顯的Tg及潛熱值，聚合物會(huì)呈現(xiàn)塑膠態(tài)或橡膠狀態(tài)全視Tg與當(dāng)時(shí)使用時(shí)的溫度而定，故Tg為聚合物在使用上的重要指標(biāo)。以下列舉數(shù)種塑料之Tg值。
塑料名稱 Tg (℃) 塑料名稱 Tg (℃)
請(qǐng)問(wèn)何謂塑料的「Tm」
「熔點(diǎn)」(Melting point，Tm)，又稱可加工溫度，為轉(zhuǎn)移溫度(Transition temperature)的一種。
請(qǐng)問(wèn)何謂塑料的 HDT
「熱變形溫度」(Heat deflection temperature, HDT)顯示塑膠材料在高溫且受壓力下，能否保持不變的外形，一般以熱變形溫度來(lái)表示塑膠的短期耐熱性。若考慮**系數(shù)，短期使用之高溫度應(yīng)保持低于熱變形溫度10℃左右，以確保不致因溫度而使材料變形。常用的熱變形測(cè)定法為ASTM D648試驗(yàn)法（在一標(biāo)準(zhǔn)試片的中心，例如：127×13×3mm，置放455kPa或1820kPa負(fù)載、以2℃/min條件升溫直到變形量為0.25mm時(shí)的溫度。）對(duì)非結(jié)晶塑料，HDT比Tg小10~20℃；對(duì)結(jié)晶塑料，HDT則接近于Tm。通常加入纖維補(bǔ)強(qiáng)后，塑料的HDT會(huì)上升，因?yàn)槔w維補(bǔ)強(qiáng)可以大幅提升塑料的機(jī)械強(qiáng)度，以致在升溫的耐撓曲測(cè)試時(shí)，會(huì)呈現(xiàn)HDT急劇升高的現(xiàn)象。以下列舉幾項(xiàng)常用塑膠原料之收縮率比較。
塑料名稱 HDT1820kPa(℃) 塑料名稱 HDT1820kPa(℃)
結(jié)晶性 非結(jié)晶性
請(qǐng)問(wèn)何謂塑料的「收縮率」常用塑膠的收縮率為何
收縮率系指塑膠制品冷卻固化經(jīng)脫模成形后，其尺寸與原模具尺寸間之誤差百分比，可依ASTM D955方法測(cè)得。在塑膠模具設(shè)計(jì)時(shí)，須先考慮收縮率，以免造成成品尺寸的誤差，導(dǎo)致成品不佳。以下列舉幾項(xiàng)常用塑膠原料之收縮率比較。
一般而言，塑膠原料可大分為兩大類：「熱塑性塑膠」（Thermoplastic）及「熱固性塑膠」(Thermosetting)。熱塑性塑膠在常溫下通常為顆粒狀，加熱到一定溫度后變成熔融的狀態(tài)，將其冷卻后則固化成型，若再次加熱則又會(huì)變成熔融的狀態(tài)，而可進(jìn)行再次的塑化成型。因此，熱塑性塑膠可經(jīng)由加熱熔融而反覆固化成型，所以熱塑性塑膠的廢料通?？苫厥赵倮?，亦即有所謂的「二次料」。相反的，熱固性塑膠則是加熱到一定溫度后變成固化狀態(tài)，即使繼續(xù)加熱也無(wú)法改變其狀態(tài)。因此，熱固性塑膠無(wú)法經(jīng)由再加熱來(lái)反覆成型，所以熱固性塑膠的廢料通常是不可回收再利用的。
請(qǐng)問(wèn)何謂「工程塑膠」？有何特性？
工程塑膠就是被用做工業(yè)零件或外殼材料的工業(yè)用塑膠，其強(qiáng)度、耐沖擊性、耐熱性、硬度及抗老化性均優(yōu)的塑膠。日本業(yè)界的定義為「可以做為構(gòu)造用及機(jī)械零件用之高性能塑膠，耐熱性在100℃以上，主要運(yùn)用在工業(yè)上」。其性能包括：
1. 熱性質(zhì)：玻璃轉(zhuǎn)移溫度(Tg)及熔點(diǎn)(Tm)高、熱變形溫度(HDT)高、長(zhǎng)期使用溫度高(UL-746B)、使用溫度范圍大、熱膨脹系數(shù)小。
2. 機(jī)械性質(zhì)：高強(qiáng)度、高機(jī)械模數(shù)、潛變性低、耐磨損、耐疲勞性。
3. 其他：耐化學(xué)藥品性、優(yōu)良的抗電性、耐燃性、耐候性、尺寸安定性佳。
被當(dāng)做通用性塑膠者包括聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)、聚醯胺(尼龍, Polyamide, PA)、聚縮醛(Polyacetal, Polyoxy Methylene, POM)、變性聚苯醚(Poly Phenylene Oxide, 變性PPE )、聚酯(PETP，PBTP)、聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide, PPS)、聚芳基酯，而熱硬化性塑膠則有不飽和聚酯、酚塑膠、環(huán)氧塑膠等。拉伸強(qiáng)度均超過(guò)50MPa，抗拉強(qiáng)度在500kg/cm2以上，耐沖擊性超過(guò)50J/m，彎曲彈性率在24000kg/cm2，負(fù)載撓曲溫度超過(guò)100℃，其硬度、老化性優(yōu)。聚丙烯若改善硬度及耐寒性，則亦可列入工程塑膠的范圍。此外，較特殊者為強(qiáng)度弱、耐熱、耐藥品性優(yōu)的氟素塑膠，耐熱性優(yōu)的矽溶融化合物、聚醯胺醯亞胺、聚醯亞胺、Polybismaleimide、Polysufone(PSF)、PES、丙烯塑膠、變性蜜胺塑膠、BT Resin、PEEK、PEI、液晶塑膠等。因?yàn)榛瘜W(xué)構(gòu)造不同，故耐藥品性、摩擦特性、電機(jī)特性等也有若干差異。且因成形性的不同，故有適用于任何成形方式者，亦有只能以某種成形方式加工者，造成應(yīng)用上的受限。熱硬化型的工程塑膠，其耐沖擊性較差，因此大多添加玻璃纖維。工程塑膠除了聚碳酸酯等耐沖擊性大者外，通常具有延伸率小、硬、脆的性質(zhì)，但若添加20~30%的玻璃纖維，則可有所改善。
請(qǐng)問(wèn)何謂塑膠的「結(jié)晶性」？
塑膠之構(gòu)造是由許多線狀、細(xì)長(zhǎng)之高分子化合物組成的集合體，依分子成正規(guī)排列的程度，稱為結(jié)晶化程度（結(jié)晶度），而結(jié)晶化程度可用x線的反射來(lái)量測(cè)。有機(jī)化合物的構(gòu)造復(fù)雜，塑膠構(gòu)造更復(fù)雜，且分子鏈的構(gòu)造（線狀、毛球狀、折疊狀、螺旋狀等）多變化，致其構(gòu)造亦因成形條件不同而有很大的變化。結(jié)晶度大的塑膠為結(jié)晶性塑膠，分子間的引力易相互作用，而成為強(qiáng)韌的塑膠。為了要結(jié)晶化及規(guī)則的正確排列，故體積變小，成形收縮率及熱膨脹率變大。因此，若結(jié)晶性越高，則透明性越差，但強(qiáng)度越大。
結(jié)晶性塑膠有明顯熔點(diǎn)(Tm)，固體時(shí)分子呈規(guī)則排列，強(qiáng)度較強(qiáng)，拉力也較強(qiáng)。熔解時(shí)比容積變化大，固化后較易收縮，內(nèi)應(yīng)力不易釋放出來(lái)，成品不透明，成形中散熱慢，冷模生產(chǎn)之日后收縮較大，熱模生產(chǎn)之日后收縮較小。相對(duì)于結(jié)晶性塑膠，另有一種為非結(jié)晶性塑膠，其無(wú)明顯熔點(diǎn)，固體時(shí)分子呈不規(guī)則排列，熔解時(shí)比容積變化不大，固化后不易收縮，成品透明性佳，料溫越高色澤越黃，成形中散熱快。
請(qǐng)問(wèn)何謂塑料的「MI」值？
MI的全名為「熔液流動(dòng)指數(shù)」(Melt Flow Index)，簡(jiǎn)稱「熔融指數(shù)」(Melt Index)，是一種表示塑膠材料加工時(shí)流動(dòng)性的數(shù)值。它是美國(guó)量測(cè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ASTM)根據(jù)美國(guó)杜邦公司(Du Pont)慣用的鑒定塑膠特性之方法制定而成，其測(cè)試方法是使塑膠粒在一定時(shí)間（10分鐘）內(nèi)，一定溫度及壓力（各種材料標(biāo)準(zhǔn)不同）下，融化之塑膠流體，通過(guò)一直徑2.1mm圓管所流出之克數(shù)。其值越大，表示此塑膠材料之加工流動(dòng)性越佳，反之則越差。經(jīng)常使用之測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為ASTM D 1238，該測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的量測(cè)儀器-熔液指數(shù)計(jì)(Melt Indexer)的結(jié)構(gòu)如下：將待測(cè)高分子（塑膠）原料置入小槽中，槽末接有細(xì)管，細(xì)管直徑為2.095mm，管長(zhǎng)度為8mm。加溫至某溫度后，原料上端藉由活塞施加某一定重量向下壓擠，量測(cè)該原料在10分鐘內(nèi)所被擠出的重量，即為該塑膠的流動(dòng)指數(shù)。所以有時(shí)您會(huì)看到如下的表示法25g / 10min，清楚的表示其MI為25，且是在10分鐘內(nèi)擠出25g之意。一般常用的塑膠其MI值大約介于1~25之間，MI愈大，代表該塑膠原料黏度愈小及分子重量愈小。而MI愈小，代表該塑膠黏度愈大及分子重量愈大。
請(qǐng)問(wèn)何謂塑料的「Tg」
「玻璃轉(zhuǎn)移溫度」(Glass transition temperature，Tg )，為轉(zhuǎn)移溫度(Transition temperature)的一種，當(dāng)聚合物在Tg時(shí)，會(huì)由較高溫所呈現(xiàn)的橡膠態(tài)，轉(zhuǎn)至低溫所呈現(xiàn)出似玻璃又硬且易脆的性質(zhì)。結(jié)晶性塑料有明顯的Tg及潛熱值，聚合物會(huì)呈現(xiàn)塑膠態(tài)或橡膠狀態(tài)全視Tg與當(dāng)時(shí)使用時(shí)的溫度而定，故Tg為聚合物在使用上的重要指標(biāo)。以下列舉數(shù)種塑料之Tg值。
塑料名稱 Tg (℃) 塑料名稱 Tg (℃)
請(qǐng)問(wèn)何謂塑料的「Tm」
「熔點(diǎn)」(Melting point，Tm)，又稱可加工溫度，為轉(zhuǎn)移溫度(Transition temperature)的一種。
請(qǐng)問(wèn)何謂塑料的 HDT
「熱變形溫度」(Heat deflection temperature, HDT)顯示塑膠材料在高溫且受壓力下，能否保持不變的外形，一般以熱變形溫度來(lái)表示塑膠的短期耐熱性。若考慮**系數(shù)，短期使用之高溫度應(yīng)保持低于熱變形溫度10℃左右，以確保不致因溫度而使材料變形。常用的熱變形測(cè)定法為ASTM D648試驗(yàn)法（在一標(biāo)準(zhǔn)試片的中心，例如：127×13×3mm，置放455kPa或1820kPa負(fù)載、以2℃/min條件升溫直到變形量為0.25mm時(shí)的溫度。）對(duì)非結(jié)晶塑料，HDT比Tg小10~20℃；對(duì)結(jié)晶塑料，HDT則接近于Tm。通常加入纖維補(bǔ)強(qiáng)后，塑料的HDT會(huì)上升，因?yàn)槔w維補(bǔ)強(qiáng)可以大幅提升塑料的機(jī)械強(qiáng)度，以致在升溫的耐撓曲測(cè)試時(shí)，會(huì)呈現(xiàn)HDT急劇升高的現(xiàn)象。以下列舉幾項(xiàng)常用塑膠原料之收縮率比較。
塑料名稱 HDT1820kPa(℃) 塑料名稱 HDT1820kPa(℃)
結(jié)晶性 非結(jié)晶性
請(qǐng)問(wèn)何謂塑料的「收縮率」常用塑膠的收縮率為何
收縮率系指塑膠制品冷卻固化經(jīng)脫模成形后，其尺寸與原模具尺寸間之誤差百分比，可依ASTM D955方法測(cè)得。在塑膠模具設(shè)計(jì)時(shí)，須先考慮收縮率，以免造成成品尺寸的誤差，導(dǎo)致成品不佳。以下列舉幾項(xiàng)常用塑膠原料之收縮率比較。