塑胶材料概论与应用

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1、塑膠材料概論與應用1內容大綱一、何謂高分子二、塑膠之分類三、工程塑膠特性與發展歷史四、塑膠材料基礎原理五、主要工程塑膠的特性與應用六、介紹工程塑膠合膠(ALLOY)七、如何分辨工程塑膠的組成八、塑膠材料各類性質之意義說明及測試方法介紹a.基本物性b.機械性質c.熱性質d.化學性質e.光學性質f.電氣性質九、物性檢驗規範與測試內容十、高分子裂解(降解)(degradationofpolymers)十一、可分解塑膠介紹2一、何謂高分子??345影響高分子物性因素-A6二、塑膠的分類7非結晶性:聚芳香酯(PAR)、聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚醚醯亞

2、胺(PEI)、聚醯胺亞胺(PAI)結晶性:聚醯胺(PA)、聚縮醛(POM)聚丁稀對苯二甲酸酯(PBT)非結晶性:聚碳酸酯(PC)聚氧化二苯(PPO)結晶性:聚硫化甲苯(PPS)、聚醯亞胺(PI)、液晶高分子(LCP)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚二醚酮(PEEK)熱塑性塑膠結晶性:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)泛用塑膠工程塑膠非結晶性:聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)ABS塑膠、壓克力塑膠(PMMA)泛用工程塑膠高性能工程塑膠合膠-PPO/PS,PC/ABS,PC/PBT,PC/PET,PA/PP等酚醛樹脂(PF)、尿素樹脂(UF)、三聚氰氨樹脂、

3、醇酸塑膠、不飽和聚酯(UP)、環氧樹脂、聚氨基甲乙酯(PU)、矽氧樹脂(Silicone)熱固性塑膠8PIPESPEIPSUPPOPEEKLCPPA46PPSPCTPPAPVDFPCABSPPO/PSPC/ABSPTFEPETPA66PBTPOMPA6SMAPMMAHIPSPSSANPVCPPHDPELLDPELDPE非結晶性材料Amorphous結晶性材料Crystalline泛用工程塑膠高性能工程塑膠泛用塑膠HDT=175℃HDT=250℃HDT=100℃HDT=150℃塑膠的分類9三、工程塑膠特性與發展歷史10何謂工程塑膠所謂工程塑膠是指—長期

4、耐熱溫度在100℃以上拉伸強度在500kg/cm2以上彎曲彈性率在24,000kg/cm2以上的塑膠。在日本，對於工程塑膠的定義為:「可以作為構造用及機械零件使用之高性能塑膠，耐熱性在100℃以上，主要用於工業用途。」11塑膠的發展歷史12四、塑膠材料基礎原理13(1)分子量(2)結晶性(3)化學官能基與高分子結構影響高分子物性因素14通常塑膠原料來自石油或天然氣為原料之石油化學品，是一種經過聚合反應而得到的高分子樹脂。所謂高分子樹脂是單體化合物，經過聚合反映，所合成的高分子量聚合體。其分子量可以數千數百萬，在高分子化學分類上，分子量大於一萬以上者，

5、稱為高分子(Polymer)而分子量一萬以下者稱診高分子或寡聚合體(Oligomer)一般常用來做成型加工者，分子量在104~106之間，分子量低於一萬的寡聚合體常用來做紡織用樹脂加工、油漆、接著劑等用途。分類分子量範圍低分子分子量1,000以下準高分子或寡聚合體分子量1,000~10,000高分子一般高分子分子量10,000~100,000超高分子分子量1,000,000以上高分子的分類說明表(1)分子量15半-結晶性材料非晶性材料Tg點及Tm點皆存在僅有Tg點1.耐藥品性2.耐摩耗性3.流動性高4.硬度高5.耐熱性高6.摺動性7.添加強化材料，機

6、械性與熱性質快速提升1.可透明2.韌性佳3.尺寸安定好4.低翹曲5.易上色6.加工時溫度依存性高7.低收縮透明不透明結晶性材料與非晶性的物性比較(2)結晶性16結晶性塑膠與非結晶性塑膠特性比較表材料種類材料特性結晶性塑膠非結晶性塑膠比重較高較低拉伸強度較高較低拉伸模數較高較低延展性或伸長率較低較高耐衝擊性較低較高最高使用溫度較高較低收縮率及翹曲較高較低流動性(MI)較高較低耐化學性較高較低耐磨耗性較高較低抗潛變性(Creep)較高較低硬度較高較低透明性較低較高佳玻纖補強效果較高較低17化學官能基因對材料的影響─CH2─柔軟、剛性、耐熱性差、非極性──

7、剛性佳、耐熱佳、非極性剛性與耐熱佳(但小於前者)OSO剛性佳、耐熱佳HO─N─C─極性高，剛性、耐熱性可O─C─極性(小於前者)、剛性、耐熱性佳─O─極性、剛性、耐熱性佳─Br，─C1，─F極性高、具耐熱性＝＝＝＝＝(3)化學官能基與高分子結構18(a)線型高分子線性高分子交替共聚物隨機共聚物嵌段共聚物19(b)支化高分子20(c)交聯高分子化學交聯：一種不可逆的架橋行為，由聚合物分子鏈上存在著不穩定的反應性官能基，而形成一具有網狀結構的高分子聚合物物理交聯：是藉由物理性的凝集為架橋點，若溫度升高，交聯作用便會消失，此種交聯行為是可逆的交聯方式有(1

8、)光照射交聯：利用UV光、雷射光等，使分子鏈與分子鏈之間直接產生一個鍵結(2)熱交聯反應：利用加熱方式使聚合