【培训教材】塑胶电子厂培训-常用塑胶材料及基本性能P68-课件

1、 常用塑料材料及基本性能docin/sundae_mengdocin/sundae_meng内容大纲docin/sundae_meng(一)高分子及塑料基本概念(二)外壳常用塑料材料简介(三)Connect常用塑料材料简介(四)塑料材料检测测试简介1. 高分子发展史 天然高分子材料 天然橡胶, 木材等 合成高分子材料 ABS PC PA66(一)高分子及塑料基本概念docin/sundae_meng2. 高分子分子结构 高分子组成单元 -单体 高分子组成单元 -单体 CHHCHH乙烯(单体)CHHCHHn高分子树脂CHHCHHdocin/sundae_meng 分子结构HDPEPSLDPE接枝

2、高分子docin/sundae_meng 长链大分子结构 无定型 结晶性docin/sundae_meng 3.材料分类材料 塑料 (高分子) 热固性 热塑性工程通用无定型结晶性无定型结晶性PCMPPOPEIPPSPBTPETPOMPAPMMAPSPVCABSPEPPdocin/sundae_meng 工程塑料特性 优点 缺点结晶性 耐化学药品性 结晶收缩翘曲 耐热性 吸水性 流动性 耐冲击性非结晶性 耐冲击性 耐化学药品性 大多数具透明性 耐热性 尺寸安定 流动性docin/sundae_meng(二)外壳常用塑料材料简介docin/sundae_meng面板与塑料之关系高刚性-保护机械内部

3、零件重量轻-为求轻便性，轻量化为其要求耐冲击性-外观件着重此特性耐燃性-符合 UL 安规即可低价趋势-ABS、HIPS、PVCdocin/sundae_meng 常 用 面 板 材 料HIPS BASF DOWPVC GEON ABS GE BAYER PC/ABS GE BAYER PC GE DOWPMMA PLEXGLASdocin/sundae_meng透明材料 穿透率PC 88%PMMA 92%ABS 89%PS 91%COC 91%docin/sundae_mengABS树脂为丙烯睛.丁二烯.苯乙烯三元共聚物,具有优异的综合性能. 结构: -A-A-B-B-B-S-S-S- A-代

4、表丙烯睛 刚性.硬度.耐油性.着色性. B-代表丁二烯 韧性.耐低温性,电镀性 S-代表苯乙烯 刚性.硬度.光泽性及良好的加工流动性ABS 工程塑料docin/sundae_mengABS 工程塑料 综合性能: 力学性能: 综合性能较优,优于HIPS,低于PC/ABS HDT: 85-110OC (1.81MPa) 模 收 缩 :0.5-0.8% 耐候性 :较差,对紫外线较敏感 电镀性 :电镀性好,且具有专用电镀级docin/sundae_mengABS 工程塑料应用 : 计算机外壳: 消费性电子: 显示器塑件壳机箱外壳打印机外壳docin/sundae_mengPC/ABS 工程塑料 聚碳酸

5、酯(PC)与ABS的合金材料 具备PC耐冲击性和优良的耐候性及ABS的高流动性 GE 与 BAYER 为世界上两大供应厂商 非卤素型耐燃剂之环保材料 应用范围 计算机外壳,计算机零件,汽车内外部件,通讯器材 docin/sundae_mengPC/ABS 工程塑料优良的成形加工性优于 ABS：耐热性、耐冲击性、尺寸安定性优于 PC：流动性、耐寒性、降低成本低温(-350C)至室温保有极佳之物性随 PC 含量不同，可弹性调整不同耐热性及耐冲击性耐 UV、荧光、长时间色泽保持性优耐磨性环保性docin/sundae_mengPC工程塑料PC 聚碳酸酯(非结晶聚酯) PolycarbonateGE

6、、DOW 、 BAYER、帝人、出光OOCOCCHCH33ndocin/sundae_mengPC工程塑料特性耐冲击性极佳透光率高(88%)成品收缩率低，尺寸安定性高易生残留应力高吸湿性，低流动耐磨耗性差docin/sundae_mengPC工程塑料应用计算机外壳:光盘片: 透明PC冰色PCdocin/sundae_mengPMMA塑料特性与应用特性: 折射较小 1.49 透光率 92% 硬 度 远大于PC应用: 灯具, 照明器材,仪表盘 光学玻璃, 镜 片手机镜片光学器皿docin/sundae_meng塑料原料选择要点I机械力学要求 力学强度: HIPSABSPC/ABSPC 冲击强度:

7、HIPSABSPC/ABSPC 注意事项: 卡钩 螺柱 热熔柱等 耐热性 HDT: HIPSABSPC/ABSPC 注意要点: 烤漆 环境温度高低性 docin/sundae_meng塑料原料选择要点II耐 化 学 试 剂 耐 溶 剂 性 溶 剂: 酒精 丙酮 天那水 注意事项: 烤漆, 电镀 (开裂) 耐燃等级 UL94: 尺寸 及 HB V-2 V-1 V0 注意要点: 产品最薄外厚度及耐燃要求 docin/sundae_meng塑料原料选择要点III环保因素(Environment protection concern):非卤素系耐燃剂 (Non-Halogen Flame Retard

8、ants)环保团体的要求 (Requests by Environmentalist)安规考虑(UL Safety concern)客户指定 (Designated by customers)产品设计(Product design) 机械强度(mechanical strength)塑料性能(Properties of materials):刚性(Flexure Strength) 耐冲击性(Toughness) 抗紫外线性(耐变色性) (Weatherability) 塑料成本考虑(material costs)docin/sundae_meng黑点可能产生原因(I) 料管中原先使用之材料，

9、于洗车清机过中，未完全 被置换出，导致现行使用作业温度较高之材料时， 因料管温度上升，而使残存于料管之原料（防火 剂、添加剂等），无法承受此一温度，而受热裂 解，此种情况通常发生于喷嘴处.docin/sundae_meng黑点可能产生原因(II) 料管中，长时间生产不同之原料，因温度高低变 化，所产生之氧化与裂解；与各原料对金属表面间 之附着力亦不同等相关因素，日积月累，导致料管 中之螺杆表面，管壁，喷嘴等处，逐渐形成碳化 层，遇到黏性较高之材料时，即被分离，逐步带出。 螺杆与管壁等部份，若有伤痕或缺口，将更容易让 熔点材料滞留。而停开机频繁时，都将使上述问题 更加严重。docin/sunda

10、e_meng黑点可能产生原因(III) 原料的输送或暂存区域受到污染。 其中常见之疏忽有下列四项： 1中央供料系统之料筒 2直接立于成形机台上之料筒 3现行作业人员更换原料时，仅以空 气喷枪（AIR）喷离残存料屑 4粉碎料之粉屑，易带静电，吸附空 气中之灰尘，且耐热性较差。docin/sundae_meng黑点可能产生原因(VI)原料本身及带黑点，且此黑点之比 例，超过客户入料检验之容许范围或 成品之允收标准。原料本身耐热性不足，倒置在料管 中，无法承受射出时之实际作业温度， 原料（防火剂、耐燃剂）受热裂解。docin/sundae_meng(三)Connect常用塑料材料简介docin/su

11、ndae_meng1.工程塑料的基本概念工程用途的塑料，能适用于结构及机器零件。工程塑料就是能替代金属的塑料材料。工程塑料的优点，如加工性、质轻、绝缘、防锈及耐化学性等，都是金属所不及的。一般而言，一般工程塑料耐温大于100 ，高性能工程塑料耐温大于150。docin/sundae_meng2.工程塑料特性docin/sundae_meng优点缺点结晶性耐化学药品性结晶收缩翘曲耐热性吸水性流动性耐冲击性非结晶性耐冲击性耐化学药品性大多数具透明性耐热性尺寸安定流动性 3.一般工程塑料 docin/sundae_meng英文缩写 中文学名 商品名 化学结构 PA6聚己内酰胺尼隆6PA66聚己二胺己

12、二酸尼隆66PBT对苯二甲酸丁二酯Ultradur Crastin ,etcPOM聚缩醛Duracon Delren ,etc1.结晶性 性能对比docin/sundae_meng 4.高级工程塑料 docin/sundae_meng英文缩写 中文学名 商品名 化学结构 PA46聚丁二胺对苯二甲酸Stanylm-PA6T聚己二胺对苯二甲酸Arlen HTN ,etcPA9T聚壬二胺对苯二甲酸PA9TPPS聚硫化苯RYTON Fortron ,etcSPS对位聚苯乙烯QuestraXarec ,etc(1).结晶性 (2).非结晶性 docin/sundae_meng英文缩写 中文学名 商品名

13、化学结构 PEI聚醚酰亚胺UltemPES聚醚石风RadelUltrasonGrafone ,etc(3).性能对比docin/sundae_meng 5.各等级工程塑料HDT之比较docin/sundae_meng6.连接器与塑料之关系在操作及制程温度期间的热安定性材料的抗化学性结构设计抗张应力应变韧性成形性填充物及添加剂燃烧性变形docin/sundae_meng(1). 热要求 1) 热变形温度(HDT)-评估其短程热能力 2) 连续使用温度等级-评估其长期热功能 3) 材料本身的热膨胀系数(CTE)-与印刷电路板的热膨胀系数相 近而搭配，热膨胀速率不同则会引起翘曲,并且损坏焊接点. 4

14、) 熔点(Tm)及玻璃转移温度(Tg)-高分子从玻璃态转变成橡胶 态的温度,温度高于其点,尺寸安定及性质的安定性将降低, 也有可能造成分子的崩溃,此全归于成形应力的释放而造成 高分子不可逆的膨胀. docin/sundae_meng(2). 抗化学性 连接器 Housing的要求是能够在宽广的化学环境中,依然能 发挥其功能.他们必须能承受清洗剂、焊锡助剂及二次加工 的清洗溶剂之侵蚀.(3). 抗潜变 Housing 材料在受荷重下的抗潜变能力来自端子在Housing 内之预先荷重力,也会影响到连接器长期的可靠度,一般而 言,有较高热变形温度或弹性模数的高分子有较低的潜变. docin/sund

15、ae_meng(4). 结构分析 * 端子保持力 * 流道平衡(5). 抗张应力应变 提供材料在受负荷下响应的讯息,并且作为桡曲计算程应力的 基础,为了使连接器塑料之设计的结构分析能有效执行,设计者 必须有在特定操作温度下的应力应变曲线,并且精确的以内插 或外插模拟在实际操作条件下之材料行为.docin/sundae_meng(6). 韧性 * 无缺口之冲击强度所显现的是树酯的韧性,韧性对于连接器 之所以重要,在于使用中能顺应弯曲伸缩,特别是薄壁的地方 及扣环.(7). 模收缩 * 当融熔塑料在模子中冷却其收缩的现象称之模收缩. * 收缩作用变数有材料模温、成形压力、射出速率、融熔温 度、流动

16、方向. docin/sundae_meng(8). 成形性 * 影响成形性因素 1)流动难易 2)成形收缩程度及预测 3)翘曲的倾向 4)制程中热劣化的敏感性 5)材料回收使用的能力(9). 翘曲 * 翘曲乃不同收缩的结果,其发生是在成形制程中内应力的释 放所导致,不均衡的冷却速率造成不均衡的收缩,有着复杂 模仁或尖角行为特色的设计,因有助于持热而允许塑料在此 区域有较慢而完整之结晶,造成局部收缩的增加.另一原因是 玻纤补强材之异向性导致微差收缩所造成(大多以 END GATE DESIGN).docin/sundae_meng(10). 添加物 * 添加物或组成的变化造成材料特性改变，例如玻

17、纤加入其中,抗 张强度、比重及使用温度范围将增加,然而延伸率、热膨胀系数 及收缩将减少. (11). 燃烧性 * 在实际燃烧条件下,产品之燃烧特性的取决评估预测或描述, 这些测试并非准确并且不可信任,燃烧性要视零件大小着火 难易、燃烧蔓延速度及产品的氧化程度而定.docin/sundae_meng8.公司目前生产之手机连接器NOKIA 7PIN PLUG KITCustomer:广宇 I/O 18POS PLUGCustomer: 华冠(1). QS Plug系列:docin/sundae_meng I/O 18 PIN C0NNCustomer: 华冠15 POS PLUGCustomer

18、: MOTOROLAI/O 17 PIN CONNCustomer : ACERI/O 2PIN CONN.Customer : SONY(2). QS Recep系列: I/O 18 PIN C0NNCustomer: 华冠15 POS PLUGCustomer : MOTOROLA I/O 10PIN CONNCustomer :MOTOROLAI/O 17 PIN CONNCustomer : ACERI/O 2PIN CONN.Customer : SONY I/O 15PIN CONNCustomer :MOTOROLAdocin/sundae_meng (四) 塑发室功能简介doc

19、in/sundae_meng塑发室功能简介(Polymer Technology Application Center)docin/sundae_meng(1)材料检验分析(2)材料及应用研究(3)成形品问题解决与技术服务功能(1) 材料检验分析docin/sundae_meng 新试料检验评估 材料标准之建立及塑料厂之认可 工程塑料进料检验(IQC) 各塑料厂质量鉴定功能(2) 材料及应用研究竞 争 产 品 研 判 材 料 选 择 1)新 产 品 开 发 2)旧 产 品 改 用 新 材 料材 料 应 用 发 展 1)新 产 品 开 发 试 料 与 成 品 试 模 2)新 次 料 专 案工 程

20、 资 料 库 之 建 立材 料 配 方 研 发：竞 争 力 与 量 身 定 做docin/sundae_meng功能(3) 成形品问题解决 与技术服务塑料问题咨询 最佳干燥温度时间,合理模温,最佳冷却时间等客户段制程建议与改善 SMT温度,后处理温度成形品及生产制程问题解决 应力开裂,烤漆变形等教育训练docin/sundae_meng塑发室仪器简介 docin/sundae_meng基本性质(1) 比重天平 docin/sundae_meng 功能 测试产品比重及重量阿基米得浮力原理 浮力排开同体积之液体 空气中的重液体中的重 比重空气中的重排开同体积 之水重比重与价格 产品按体积计价,原料

21、以重量计价基本性质(2) 高温炉 docin/sundae_meng 功 能: 测试塑料材料残留的灰份(800,4hr) 预先检查成型品在SMT制程是否起水泡(250,5min)工程塑料内之基本成分: 基材：树脂本身 物性补强填充物：玻璃纤维、碳纤维、矿物质等。 界面活性剂或相容剂：表面处理改质剂。 难燃剂：卤素及非卤素（磷酸脂）防火剂。 其它基本性质(3) 卡氏滴定法水分测试仪 docin/sundae_meng 功能 测试塑料粒子或成形品中微量水分含量用途 工程塑料预干燥条件设定 提供成型现场塑料粒含水量数据 评估干燥设备基本性质(4) 真空烘箱 docin/sundae_meng 功能 真空加热干燥 恒温控制用途 工程塑料粒加工 前干燥 非移形测试基本性质(6)色差分光仪 docin/sundae_meng 功能 读取成品色彩学数据 明暗度 E , CIE L, a, b值 用途 计算机外壳烤漆和塑料外壳色彩品管检验 产品外观色彩以计算机配色与对色色差测试报告 docin/sundae_meng 基本性质(7)压模机 docin/sundae_meng