塑胶原料特性

1、塑膠原料特性1內容高分子概念塑膠材料分類塑膠微結構與物性之關係連結器與塑料之關係2高分子的概念HomopolymerCopolymerAAAAAAA (ex. Polystyrene)AlternatingBlockGraftRandomAAAAAAA (ex.HIPS)AABBBABABBA (ex. SBR)ABABABA (ex. Polyester)AAAABBBBAAAA (ex. SBS)3HomopolymerPolymerCopolymerAmorphousCrystallineAlternatingBlendGraftScheme of classification of p

2、olymer composites4軟脆PVC軟韌SBR硬剛PP硬脆PSstrain(%)stress(kg/cm2)硬韌PC5高分子物性決定因素MFR(melt flow rate)=f(molecular weight)Density=f(molecular branch)Molecular weight distribution6塑膠材料分類(1)以基本結構來分熱塑性：（thermoplastics） 1)線性高分子組成 2)藉加熱與冷卻具有改變液態與固態的可逆性反應 3)加工過的材料可重複回收使用熱固性：（thermosets） 1)分子構造呈網狀、三次元結構 2)無法進行液態與固態的

3、可逆性反應 3)加工過的材料無法重複回收使用7塑膠材料分類(2)以分子之配列來分 結晶性： 1)具有明顯熔點 2)當結晶結構被破壞時，比容(單位重量的體積) 會有明顯的變化。 非結晶性： 1)無明顯之熔點 2)具透明性 3)抗化學性較差 8塑膠材料分類(3)以功能來分 塑膠依其機械、電氣、熱學及其他性質功能來分。 1 )泛用塑膠：通常以美觀及低功能使用要求，為訴求 重點。如：PE 、 PVC 、 PMMA、ABS 2 )工程塑膠：常用以取代鋁、鐵等金屬鑄造及高功能 要求的精密零件上。如：POM 、 PBT 、 NYLON 、 PC 3 )高級工程塑膠：運用於特別要求之電子精密零件。 如：LCP

4、 、 PES 、 PEEK 、 PEI9塑膠微結構與物性之影響(1)分子量與物性之關係 1)分子量增加，強度增強。 2)不可無限制增加，因分子糾纏，不易流動，加工 困難無定形與結晶狀態。 1)聚合物分子鏈之間以雜亂糾纏卷曲的方式聚集 在一起，此狀態稱之為無定形狀態 (Amorphos state) 。 2)聚合物分子鏈和其他分子鏈互相以有規則的方式 聚集在一起，則稱有規則排列的部分為結晶狀態 (Crystal state) 。10不定形 V.S. 結晶性11不定型與半結晶狀態決定高分子是否具有結晶性的關鍵因素：高分子鏈排列的規則性不定型（amorphous） Tg半結晶（semi-crysta

5、llization） Tm、Tc12不定形狀態的五種黏彈性行為溫度T（）Log ErTg玻璃狀態皮革似區域橡膠似區域橡膠似流動流體流動玻璃轉換SemicrystallinpolymerTm13塑膠微結構與物性之影響(2) 結晶狀態結晶化速度表成結晶核發生速率與結晶核成長速率之積熔融塑膠的結晶核發生速率是愈低溫愈大。結晶核成長速率取決於分子鏈的擴散速度，所以愈高溫愈大。此關係的模型，若適當控制射出成形時的模具溫度，即可得希望的結晶狀態。往模具射出後，徐冷的話推進結晶化，急冷的話未結晶前就固化，結晶程度小。14結晶速率（模溫之設定）結晶成長之範圍：TgTm結晶速率 結晶核生成速度結晶核成長速度 低

6、溫時；結晶核生成速率大 高溫時；結晶核成長速度快球晶大具有較高的機械模數，但易脆材料中添加0.010.1之核生成劑15影響結晶性高分子性質的因素結晶結構的本性結晶度（degree of crystallinity）球晶（spherulites）的大小與數目結晶的位向性（Orientation）16結晶度（degree of crystallinity）沒有100的結晶性高分子 高分子鏈從熔融狀態冷卻下來，在有限的結晶時間內並無法完全的鬆弛且排列成行，填充至晶格中。 結晶度決定於： molecular structure thermal pretreatment17結晶度（degree of c

7、rystallinity）由實驗計算結晶度的方法： 1-ray Diffraction 絕對值 2密度 3熱卡計（DSC） 相對值18結晶對高分子性質的影響密度（Density）剛性或倔強性（Rigidity or Stiffness）抗張強度（Tensile strength）耐衝擊強度（Impact strength）硬度及抗磨損性（Hardness and abrasion resistance）19結晶對高分子性質的影響熱機械性質（Thermal mechanical properties）光學性質（Optical properties）溶解性（Solubility）20不定型與結晶性

8、聚合物之性質比較21連接器與塑料之關係在操作及製程溫度期間的熱安定性材料的抗化學性結構設計抗張應力應變韌性成形性填充物及添加劑燃燒性變形22連接器與塑料之關係(1)熱要求 1)熱變形溫度( HDT )-評估其短期耐熱能力 2)連續使用溫度（RTI）等級-評估其長期耐熱功能 3)材料本身的熱膨脹係數(CTE)-與印刷電路板的熱 膨脹係數相近而搭配，熱膨脹速率不同則會引起 翹曲，並且損壞焊接點。 4)熔點(Tm)及玻璃轉移溫度(Tg)-高分子從玻璃態 轉變成橡膠態的溫度，溫度高於其點，尺寸安定 及性質將降低，也有可能造成分子的應力釋放而 造成高分子不可逆的膨脹。23連接器與塑料之關係(2)抗化學性

9、連接器 Housing的要求是能夠在寬廣的化學環境中，依然能發揮其功能。他們必須能承受清洗劑、焊錫助劑及二次加工的清洗溶劑之侵蝕。抗潛變 Housing 材料在受荷重下的抗潛變能力來自端子在Housing 內之預先荷重力，也會影響到連接器長期的可靠度，一般而言，有較高熱變形溫度或彈性模數的高分子有較低的潛變。 24連接器與塑料之關係(3)結構分析的考慮 端子保持力 流道平衡抗張應力應變 提供材料在受負荷下響應的訊息，為了使連接器塑膠之設計的結構分析能有效執行，設計者必須有在特定操作溫度下的應力應變曲線，並且精確的以內插或外插模擬在實際操作條件下之材料行為。 25連接器與塑料之關係(4)韌性 無

10、缺口之衝擊強度所顯現的是樹酯的韌性，韌性對 於連接器之所以重要，在於使用中能順應彎曲伸縮 ，特別是薄壁的地方及扣環。模收縮 當融熔塑膠在模具中冷卻其收縮的現象稱之 收縮作用變數有 材料模溫、成形壓力、射出速率、融熔溫度、 流動方向 26連接器與塑料之關係(5)成形性 成形性影響價格、可靠度及品質 許多因素影響成形性 1)流動難易 2)成形收縮程度及預測 3)翹曲的傾向 4)製程中熱劣化的敏感性 5)材料回收使用的能力27連接器與塑料之關係(6)翹曲 翹曲乃收縮不均造成的結果，不均衡的冷卻速率造成 不均衡的收縮。 另一原因是玻纖補強材之異向性導致微差收縮所造成 (大多以 END GATE DESIGN) 28連接器與塑料之關係(7)添加物 添加物或組成的變化