塑胶简介
聚合物(polymer),又可称为高分子或巨分子(macromolecules),也是一般所俗称的[塑胶](plastics)或树脂(resin),所谓[塑胶]、其实它是[合成树脂]中的一种,形状跟天然树脂中的[松树脂]相似,但因又经过化学的力量来合成,而被称之为[塑胶]。
根据美国材料试验协会所下的定义,[塑胶]乃是一种以高分子量有机物质为主要成分的材料,它在加工完成时呈现固态形状,在制造以及加工过程中,可以藉[流动](flow)来造型。因此经由此说明我们可以得到以下几项了解︰
一、它是高分子有机化合物
二、它可以多种型态存在例如液体固体胶体溶液等
三、它可以成形(moldable)
四、种类繁多因为不同的单体组成所以造成不同之塑胶
五、用途广泛产品呈现多样化
六、具有不同的性质
七、可以用不同的加工方法(processing method )
聚合物是由许多较小而结构简单的小分子(monomer),藉共价键来组合而成的。聚合物的种类繁多,一般若是以对热之变化来分类,它可以分为两大类︰
一、热固性塑胶(Thermoset plastics )︰指的是加热后,会使分子构造结合成网状型态,一但结合成网状聚合体,即使再加热也不会软化,显示出所谓的[非可逆变化],是分子构造发生变化(化学变化 )所致。
二、热塑性塑胶(Thermo plastics )︰指加热后会熔化,可流动至模具冷却后成型,再加热后又会熔化的塑胶,即可运用加热及冷却,使其产生[可逆变化](液态←→固态),是所谓的物理变化。
热塑性塑胶又可再区分为泛用塑胶、泛用工程塑胶、高性能工程塑胶等三类。以下以不同的表列式来作说明
塑料分类
泛用塑料
丙烯--丁二烯--苯二烯(ABS)共聚物 | |
结 构 式
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性 质
| 丙烯腈提供耐热及抗化性,丁二烯提供韧性及耐冲击性,苯乙烯提供挺性及加工性
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优 点
| 1、坚硬,易押出 2、易染色 3、难燃 4、耐冲击 5、表面性佳
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缺 点
| 1、耐溶剂性差 2、低介电强度 3、低拉伸率
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用 途
| 把手、外壳、行李箱、冰箱衬垫、家电制品
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聚乙烯(PE) | |
结 构 式
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性 质
| LDPE容度为0.910~0.925g/cm3 MDPE容度为0.926~0.940g/cm3 HDPE容度为0.941~0.965g/cm3
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优 点
| 1、柔软、无毒 2、易染色 3、耐冲击(-40°C~90°C) 4、耐湿性 5、耐化性
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缺 点
| 1、不易押出 2、热膨胀系数高 3、不易贴合 4、耐温性差
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用 途
| 家庭用品、绝缘体、胶管、胶布、胶膜、容器
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丙烯--丁二烯--苯二烯(ABS)共聚物 | |
结 构 式
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性 质
| 非晶体聚合物,92%光线穿透率,热变性温度介于74°C~102°C间
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优 点
| 1、高光学透明性 2、耐候性佳 3、刚性佳 4、易染色
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缺 点
| 1、耐化性差 2、长期时用温度最高93°C 3、应立集中处,较易碎化
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用 途
| 灯罩、窗玻璃、标示牌、光学透镜、硬式隐形眼镜、汽车零件
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聚丙烯(PP) | |
结 构 式
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性 质
| 极轻之塑胶,密度仅为0.9g/cm3 加工性质毋须预热干燥
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优 点
| 1、易染色 2、耐湿性佳 3、耐化性佳 4、高铰链特性 5、耐冲击性
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缺 点
| 1、复杂之异形押出不易 2、易被紫外线分解 3、不易接合 4、易氧化
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用 途
| 水管、胶膜、胶布、电线蔽护材料、容器、汽车保险杆、仪表板、铰链
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聚苯乙烯(PS) | |
结 构 式
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性 质
| 非晶体聚合物,成型后收缩率小于0.6 低密度特性使产量大于一般料之20%到30%
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优 点
| 1、成本低 2、透明可染色 3、尺寸安定特性 4、高刚性
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缺 点
| 1、碎裂性高 2、抗溶剂性差 3、耐温差
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用 途
| 文具、玩具、电气用品外壳、保丽龙餐具
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聚氯乙烯(PVC) | |
结 构 式
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性 质
| 未加可塑剂前,PVC为一坚硬之塑胶,耐湿性佳,但亦被酮类、酯类溶剂分解
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优 点
| 1、尺寸安定性佳 2、低成本 3、耐候性佳 4、加不同比例之可塑剂,可轻易调整软硬度
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缺 点
| 1、耐化性差 2、耐温性差 3、密度较一般塑胶类为高 4、热分解后会产生氯化氢
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用 途
| 薄板、胶膜、容器、人造皮、地板材料、收缩膜、管材、玩具
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工程塑料
聚酰胺(PA、尼龙Nylon) 结构式 [NH(CH2)m NHCO(CH2)n-2CO]性质 结晶性热可塑性塑胶,有明显熔点,Nylon6 Tm为220~230℃,Nylon66则为260~270℃,Nylon本身 具吸水基故有吸水性,成形前须干燥,温度过高干燥则尼龙粒变色优点 1、具高抗张强度 2、耐韧、耐冲击性特优 3、自润性、耐磨性佳、耐药品性优 4、低温特性佳 5、具自熄性 缺点 尼龙吸湿性高、长期尺寸精密度及物性受影响。用途 电子电器:连接器、卷线轴、计时器、护盖断路器、开关壳座 汽 车: 散热风扇、门把、油箱盖、进气隔栅、水箱护盖、灯座 工业零件:椅座、自行车输框、溜冰鞋底座、纺织梭、踏板、滑输 饱和聚酯对苯二甲酸乙酯(PET) 结构式 性质 为结晶性热可塑性塑胶,具明显熔点245~260℃,在室温下有优良之机械性能及耐摩擦、磨耗性 能。但因Tg低所以其热机械性能差,一般都添加玻纤以提高耐热及机械性能,此类称FR-PET。 优点 1、尺寸安定性佳 2、机械性能优异 3、潜变性小 4、电气特性佳 5、耐候性优 6、耐有机熔剂、油及弱酸 7、耐气性耐水性好 8、具自熄性 缺点 1、机械性质具有方向性、流动性较高 2、结晶速度较慢 3、干燥及加工条件要求严格 用途 电子电器:断电器、整流器、线轴、吹风机风口、线轴灯罩 汽 车: 电装组件、挡泥板、煞车器把手 工业零件:冷却风扇把手 饱和聚酯对苯二甲酸丁酯 ( PBT ) 结构式 性质 为高结晶性热可塑性塑胶,熔点220~230℃,结晶速率比PET快。优点 1、机械性质安定抗张强度与抗张模数和尼龙相似 2、摩擦系数小有自润性 3、吸水率低 4、电气性质优良 5、尺寸安定性良好 6、耐药品性、耐油性极佳缺点 1、Tg(30℃)低,在荷重下H.D.T.为60℃ 2、抗冲击强度不良,一般以玻纤补强为FR-PBT来使用 用途 电子电器:无熔线断电器、电磁开关、驰返变压器、家电把手、连接器、外壳 汽 车: 车门把手、保险杆、分电盘盖、挡泥板、导线护壳、轮圈盖 工业零件:OA风扇、键盘、钓具卷线器、零件、灯罩 聚碳酸酯 ( PC ) 结构式 性质 为非结晶性热塑性塑胶优点 1、具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广 2、高度透明性及自由染色性 3、H.D.T.高 4、耐疲劳性佳 5、耐候性佳 6、电气特性优 7、无味无臭对人体无害符合卫生安全 8、成形收缩率低、尺寸安定性良好 缺点 成形品设计不良易产生内部应力问题 用途 电子电器:CD片、开关、家电外壳、信号筒、电话机 汽 车: 保险杆、分电盘、安全玻璃 工业零件:照相机本体、机具外壳、安全帽、潜水镜、安全镜片 聚缩醛 ( POM ) 结构式 性质 为结晶性热可塑性塑胶,具明显熔点165~175℃,性质最接近金属,一般称其为塑钢优点 1、具高机械强度和刚性 2、最高的疲劳强度 3、环境抵抗性、耐有机溶剂性佳 4、耐反复冲击性强 5、广泛的使用温度范围(-40℃~120℃) 6、良好的电气性质 7、复原性良好 8、具自已润滑性、耐磨性良好 9、尺寸安定性优 缺点 1、加工过程若长时间高温下易起热分解 2、无自熄性 3、抗酸性差 4、成形收缩率大 用途 电子电器:洗衣机、果汁机零件、定时器组件 汽 车: 车把零件、电动窗零件 工业零件:机械零件、齿轮、把手、玩具、螺杆 变性聚氧化二甲苯树脂 ( MPPO ) 结构式 性质 为PPO和HIPS掺配成合胶,GE以Noryl商品名出售优点 1、具良加工安定性 2、机械性能优异 3、耐热性高 4、具自熄性 5、耐水性良好 6、电气特性佳 7、成形收缩率小 缺点 抗化学药品性差 用途 电子电器:连接器、开关、定时计外壳、线轴断电器、照相机、整流器外壳 汽 车: 仪表板、视镜外壳、轮圈盖、后挡风板 工业零件:机具外壳、马达盖、水量计器等 液晶聚酯 (LCP ) 结构式 性质 为半芳香族聚酯,具高强度、高弹性率、低线性膨胀率优点 1、流动性高 2、尺寸安定性佳 3、流动性极佳 4、耐溶剂性 5、高机械强度 6、难燃性缺点 与流动方向垂直之机械物性较差 用途 1、速接器、线圈、开关、插座 2、泵零件、阀零件 3、汽车燃料周边零件 4、电子炉用容器 聚酰胺酰亚胺 ( PAI ) 结构式 性质 Tg点高(280~290℃),直键热可塑性及热硬化型。主要用于工程塑胶成型用。直键非热可塑性 则以溶液成型用于涂料、薄膜、纤维等。 优点 1、耐老化性佳 2、耐蠕变性佳 3、耐燃佳 4、耐油、耐化学药品性佳 5、耐放射线性佳 缺点 不易成型,离行性亦差用途 1、插座、连接器、开关类零件 2、IC电路盘 3、影印机、电热器零件 4、汽车排气及涡轮机零件 聚对苯二甲酸环乙酯 ( PCT ) 结构式 性质 融点250℃,结晶体,本色为暗黄色,常加入玻纤作应用。 优点 1、耐热性高 2、耐化性强 3、尺寸安定性高 4、高机械性质缺点 吸湿性高,加工前需除湿干燥用途 1、电子连接器、开关、线圈架 2、汽车继电器、连接器 聚醚酮 ( PEEK ) 结构式 性质 融点高达334℃,Tg点143℃,结晶体化率最高48% 优点 1、耐热性、所有工程塑胶中最高 2、电气特性 3、耐放射性 4、耐药品性 5、耐热水性 6、难燃性 缺点 结晶化温度高,速度慢用途 1、电线包覆 2、离合器零件 3、影印机零件、高温用连接器 4、可挠性印刷电路板 聚醚酰亚胺 ( PEI ) 结构式 性质 非晶体热可塑性树脂,Tg点217℃,热变形温度在18.6kg/cm2负荷时为200 ℃优点 1、机械强度高 2、难燃性 3、优越电气特性 4、耐药品性 5、成型加工特性 6、耐候性 缺点 会被卤素系脂肪族如次甲基氯、三氯乙烷等侵蚀用途 1、汽车底套、电气零件、热交换零件 2、各种保险丝、连接器、挠线管类 3、座位托盘、安全带扣、引擎零件 4、医疗仪器 5、印刷电路板 聚醚砜 ( PES ) 结构式 性质 非晶体,在100℃以上之弹性率为所有热可塑性树脂中最高优点 1、尺寸安定性 2、难燃性 3、耐药品性 缺点 吸湿性高用途 1、电器、电子:电位计、积体电路用插座 2、医疗、食品领域:X光视镜、牙科用机器零件 3、汽车领域:培林护圈
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聚酰亚胺 ( PI ) 结构式 性质 Tg点为410℃,于空气中400℃及氦气中450℃仍不分解优点 1、耐热性 2、耐摩耗性 3、耐龟裂性 4、耐放射线性 缺点 成本高用途 1、多层电路基板,可挠性电路基板 2、发动机绝缘线材料 3、影印机分离爪、断热齿轮 4、导弹雷达天线罩 5、加热滚筒轴承 聚硫化二甲苯 ( PPS ) 结构式 性质 非晶体,融点为285℃,Tg为85℃优点 1、耐热 2、难溶解 3、耐药品性 4、耐燃性 缺点 成形时易产生毛边用途 1、电器、电子:连接器、线圈架 2、工业用品:表壳、洗涤用工具、电脑及OA零件 3、汽车领域:各种感应器、化油器、电子控制零件 聚砜 ( PFS ) 结构式 性质 淡棕色透明的非晶质树脂,Tg点为190℃优点 1、机械强度佳 2、尺寸精密度高 3、电气特性优 4、符合等多种卫生规格 缺点 成型条件不适当时,残留应力较大用途 1、电器、电子:连接器、开关 2、汽车航空机零件:汽车保险丝、特种电池箱 3、精密机器零件:表壳、时钟内部零件 4、医疗仪器:吸器、喷雾器、隐形眼镜消毒盒
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合金塑料
组成
| 特性
| 应用
| 制造商
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ABS/NYLON | 耐热及抗化学性、流动性佳、 低温冲击性、低成本
| 汽车车身护板、引擎室零组件、 连接器、动力工具外壳
| Bayer, DSM Engineering |
ABS/PVC | PVC 增加防火性、降低成本 ABS 提供耐冲击性
| 家电用品零组件、 事务机器零组件
| Bayer, Kaneka Corp. |
ABS/PC | 增加ABS耐热尺寸安定性、改善 PC低温、后壁耐冲性、降低成本
| 打字机外壳、文字处理器、电脑 设备之外壳、医疗设备零组件、 小家电零组件、电子器材零组件 、汽车头灯框、尾灯外罩、食物 餐盘
| Bayer,Daicel Chemical, Dow Chemical, DSM Engineering, Enichem,GE Plastics, Idemitsu Petro, Mitsubishi Eng-Plast., Teijin Chem., 耐特科技
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ABS/SMA | 增加耐热性、流动性、涂装性佳
| 电子零组件、罩子、家电器材零 组件
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PPO/PS | 改善PPO、PPE 加工性、降低吸湿性、降低成本、提高PS热性、 冲击性
| 汽车零组件、仪表板、手套箱、 连接器、车轮盖、风罩、保险开 关盒、电脑外壳、事务机器外罩 、通信器材罩壳零组件、医疗器 材零组件
| GE Plastic, BASF |
ABS/Polysulfone | PSF 提供耐热性、抗化学性、 ABS 改善PSF加工性、降低成本
| 家电烤箱控制键、汽车车窗摇把 、食品餐盘
| Amoco |
PC/PBT | PBT 改善耐溶剂及耐候龟裂性、 PC 提供尺寸安定性及耐冲击性
| 汽车防撞板
| BASF, Enichem, GE Plastics, Mitsubishi Eng-Plast.,RTP
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PC/PET | PET 改善耐候及耐溶剂性、UV 安定性、PC 提供良好耐冲击性
| 医疗器材、血液透析零件、汽车 零件、汽车防撞板、头盔、雪靴
| Bayer, GE Plastics, Mitsubishi Eng-Plast., Idemitsu Petro.,
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PC/PE | PE之加入减少PC 的缺口冲击敏 感度、增加厚壁耐冲击性
| 电子电机家电绝缘零组件、金属 替代品、玻璃替代品、仪器外罩 、结构零组件
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PC/ASA | ASA较ABS具有更好的耐候性、 热安定性及耐应力龟裂性
| 与PC/ABS相近、需要耐候性及 热安定性等
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PC/PU | 低温冲击性佳、耐磨耗、挺性佳
| 汽车防撞板、风罩、叶子板、 缝纫机零件、导轮、电缆外套
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PC/SMA | 高 HDT、低温冲击性佳、成本低 、加工容易
| 汽车零件、烹烤设备零件、食品 加工设备零件、照相器材零件
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PBT/Elastomer | 改善 PBT 及 PET 冲击强度
| 汽车零组件、防撞板、叶子板、 运动休闲器材
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PET/PMMA | 增加 PET 结晶速率
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PET/Polysulfone | 低收缩、尺寸安定性较佳、抗 化学药品性佳
| 电子连接器
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PPO/PBT | 耐热性佳、尺寸安定性、加工性 佳、表面光泽佳、抗化学药品性
| Mitsubishi Eng-Plast. | |
Nylon/Ethylene | Ethylene Polymer 或 Elastomer 为改 善 Nylon 低温耐冲击性、具有良好的阻隔性、用于包装材料
| 运动器材、事务机器零组件、电 子电机零组件、安全装置件汽车 零件
| Dupont |
Nylon/PTFE | 增加Nylon 润滑性、减少磨耗
| 齿轮
| LNP, RTP |
PPO/NYLON | 高温尺寸安定性、抗化学药品性 佳、吸水性低
| 汽车防撞板
| Mitsubishi Eng-Plast., GE Plastics,
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