常用塑胶材料及基本性能

常用塑胶材料及基本性能第1页，共53页，2023年，2月20日，星期四內容大綱(一)高分子及塑膠基本概念(二)外殼常用塑膠材料簡介(三)塑膠材料檢測測試簡介第2页，共53页，2023年，2月20日，星期四1.高分子發展史

天然高分子材料

天然橡膠,木材等

合成高分子材料

ABSPCPA66(一)高分子及塑膠基本概念第3页，共53页，2023年，2月20日，星期四2.高分子分子結構

高分子組成單元---單體

高分子組成單元---單體

CHHCHH乙烯(单体)CHHCHHn高分子樹脂CHHCHH第4页，共53页，2023年，2月20日，星期四

分子結構HDPEPSLDPE接枝高分子第5页，共53页，2023年，2月20日，星期四

長鏈大分子結構

无定型

结晶性第6页，共53页，2023年，2月20日，星期四

3.材料分類材料

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PCMPPOPEIPPSPBTPETPOMPAPMMAPSPVCABSPEPP第7页，共53页，2023年，2月20日，星期四

工程塑膠特性

優點缺點結晶性耐化學藥品性結晶收縮翹曲耐熱性吸水性流動性耐衝擊性非結晶性耐衝擊性耐化學藥品性大多數具透明性耐熱性尺寸安定流動性第8页，共53页，2023年，2月20日，星期四(二)外殼常用塑膠材料簡介第9页，共53页，2023年，2月20日，星期四面板與塑料之關係高剛性-保護機械內部零件重量輕-為求輕便性，輕量化為其要求耐衝擊性-外觀件著重此特性耐燃性-符合UL安規即可低價趨勢-ABS、HIPS、PVC第10页，共53页，2023年，2月20日，星期四

常用面板材料HIPSBASFDOWPVCGEONABSGEBAYERPC/ABSGEBAYERPCGEDOWPMMAPLEXGLAS第11页，共53页，2023年，2月20日，星期四透明材料

穿透率PC88%PMMA92%ABS89%PS91%COC91%第12页，共53页，2023年，2月20日，星期四ABS樹脂為丙烯睛.丁二烯.苯乙烯三元共聚物,具有優異的綜合性能.

結構:

----A-A-B-B-B-S-S-S----A----代表丙烯睛剛性.硬度.耐油性.著色性.B----代表丁二烯韌性.耐低溫性,電鍍性

S----代表苯乙烯剛性.硬度.光澤性及良好的加工流動性ABS工程塑膠第13页，共53页，2023年，2月20日，星期四ABS工程塑膠

綜合性能:

力學性能:綜合性能較優,優于HIPS,低于PC/ABSHDT:85-110OC(1.81MPa)

模收縮:0.5-0.8%

耐候性:較差,對紫外線較敏感電鍍性:電鍍性好,且具有專用電鍍級第14页，共53页，2023年，2月20日，星期四ABS工程塑膠應用:

電腦外殼:

消費性電子:顯示器塑件殼機箱外殼列印機外殼第15页，共53页，2023年，2月20日，星期四PC/ABS工程塑膠聚碳酸酯(PC)與ABS的合金材料具備PC耐衝擊性和優良的耐候性及ABS的高流動性

GE與BAYER為世界上兩大供應廠商非鹵素型耐燃劑之環保材料應用範圍電腦外殼,電腦零件,汽車內外部件,通訊器材

第16页，共53页，2023年，2月20日，星期四PC/ABS工程塑膠優良的成形加工性優於ABS：耐熱性、耐衝擊性、尺寸安定性優於PC：流動性、耐寒性、降低成本低溫(-350C)至室溫保有極佳之物性隨PC含量不同，可彈性調整不同耐熱性及耐衝擊性耐UV、螢光、長時間色澤保持性優耐磨性環保性第17页，共53页，2023年，2月20日，星期四PC工程塑膠PC聚碳酸酯(非結晶聚酯)Polycarbonate

GE、DOW、BAYER、帝人、出光OOCOCCHCH33[]n第18页，共53页，2023年，2月20日，星期四PC工程塑膠特性耐衝擊性極佳透光率高(88%)成品收縮率低，尺寸安定性高易生殘留應力高吸溼性，低流動耐磨耗性差第19页，共53页，2023年，2月20日，星期四PC工程塑膠應用電腦外殼:光碟片:透明PC冰色PC第20页，共53页，2023年，2月20日，星期四PMMA塑膠特性與應用特性:折射較小1.49

透光率92%

硬度遠大于PC應用:

燈具,照明器材,儀表盤光學玻璃,鏡片手機鏡片光學器皿第21页，共53页，2023年，2月20日，星期四塑膠原料選擇要點I機械力學要求力學強度:HIPS<ABS<PC/ABS<PC

沖擊強度:HIPS<ABS<PC/ABS<PC

注意事項:卡鉤螺柱熱熔柱等耐熱性

HDT:HIPS<ABS<PC/ABS<PC

注意要點:烤漆環境溫度高低性第22页，共53页，2023年，2月20日，星期四塑膠原料選擇要點II耐化學試劑耐溶劑性溶劑:酒精丙酮天那水

注意事項:烤漆,電鍍(開裂)耐燃等級

UL94:尺寸及HBV-2V-1V0

注意要點:產品最薄外厚度及耐燃要求

第23页，共53页，2023年，2月20日，星期四塑膠原料選擇要點III環保因素(Environmentprotectionconcern):非鹵素系耐燃劑

(Non-HalogenFlameRetardants)

環保團體的要求

(RequestsbyEnvironmentalist)安規考量(ULSafetyconcern)客戶指定(Designatedbycustomers)產品設計(Productdesign)機械強度(mechanicalstrength)塑料性能(Propertiesofmaterials):剛性(FlexureStrength)

耐衝擊性(Toughness)

抗紫外線性(耐變色性)(Weatherability)塑料成本考量(materialcosts)第24页，共53页，2023年，2月20日，星期四黑點可能產生原因(I)料管中原先使用之材料，於洗車清機過中，未完全被置換出，導致現行使用作業溫度較高之材料時，因料管溫度上升，而使殘存於料管之原料（防火劑、添加劑等），無法承受此一溫度，而受熱裂解，此種情況通常發生於噴嘴處。第25页，共53页，2023年，2月20日，星期四黑點可能產生原因(II)料管中，長時間生產不同之原料，因溫度高低變化，所產生之氧化與裂解；與各原料對金屬表面間之附著力亦不同等相關因素，日積月累，導致料管中之螺桿表面，管壁，噴嘴等處，逐漸形成碳化層，遇到黏性較高之材料時，即被分離，逐步帶出。螺桿與管壁等部份，若有傷痕或缺口，將更容易讓熔點材料滯留。而停開機頻繁時，都將使上述問題更加嚴重。第26页，共53页，2023年，2月20日，星期四黑點可能產生原因(III)

原料的輸送或暫存區域受到污染。其中常見之疏忽有下列四項：

1﹑中央供料系統之料筒

2﹑直接立於成形機台上之料筒

3﹑現行作業人員更換原料時，僅以空氣噴槍（AIR）噴離殘存料屑

4﹑粉碎料之粉屑，易帶靜電，吸附空氣中之灰塵，且耐熱性較差。第27页，共53页，2023年，2月20日，星期四黑點可能產生原因(VI)原料本身及帶黑點，且此黑點之比例，超過客戶入料檢驗之容許範圍或成品之允收標準。原料本身耐熱性不足，倒置在料管中，無法承受射出時之實際作業溫度，原料（防火劑、耐燃劑）受熱裂解。第28页，共53页，2023年，2月20日，星期四塑膠UL規範及測試第29页，共53页，2023年，2月20日，星期四

一.ULCard範例第30页，共53页，2023年，2月20日，星期四二.耐燃劑作用機理

*

物理作用

1)藉冷卻效果:耐燃劑釋出低溫物質來冷卻,使溫度低於燃點而無

法燃燒.

2)藉形成保護膜:促使或本身形成一固態或氣態層來阻止氣體釋出,

隔絕氧氣及熱傳導.

3)藉稀釋作用:耐燃劑燃燒後產生中性氣體,沖淡氧氣,使之低於最

低含氧量.

*

化學作用

1)氣相反應自由基被耐燃劑所終止,放熱過程停止,系統冷卻,可燃氣

體供應減少,從而完全抑制燃燒.

2)固相反應有兩種形式之作用發生

2-1)耐燃劑加速高分子之崩潰,而造成聚合物顯著的流動,從火

焰的影響帶移去,以阻止繼續燃燒.

2-2)耐燃劑經由脫水作用,而在高分子表面形成一氧化碳層,以隔

絕氧氣及熱傳導.第31页，共53页，2023年，2月20日，星期四1.94HB水平燃燒

*

試片擺放方法

夾住試片,使試片與X軸保持水平,並與Y軸成450角.

*記錄

記錄試片從25mm至100mm之間,火燄燃燒未達100mm前熄滅所耗

之時間與長度.

*測試分類標準

1)在試片厚3.0~13.0mm,燃燒至75mm長時,其燃燒速率不可超过38mm/min.

2)在試片厚小於3.0mm,燃燒至75mm長時,則其燃燒速率不可超過75mm/min.

3)試片燃燒至100mm前必須熄滅.第32页，共53页，2023年，2月20日，星期四2.94V垂直燃燒測試

*

試片擺放方法垂直夾住試片,並於距試片底端305mm處,鋪厚6.0mm之藥用棉花.

*

測試分類標準第33页，共53页，2023年，2月20日，星期四第34页，共53页，2023年，2月20日，星期四

(一)塑發室功能簡介第35页，共53页，2023年，2月20日，星期四塑發室功能簡介

(PolymerTechnology

ApplicationCenter)(1)材料檢驗分析(2)材料及應用研究(3)成形品問題解決與技術服務第36页，共53页，2023年，2月20日，星期四

功能(1)—材料檢驗分析

新試料檢驗評估材料標準之建立及塑料廠之認可工程塑膠進料檢驗(IQC)

各塑料廠品質鑑定第37页，共53页，2023年，2月20日，星期四功能(2)—材料及應用研究

競爭產品研判

材料選擇

1)新產品開發

2)舊產品改用新材料材料應用發展

1)新產品開發試料與成品試模

2)新次料專案工程資料庫之建立材料配方研發：競爭力與量身定做第38页，共53页，2023年，2月20日，星期四功能(3)—成形品問題解決

與技術服務塑料問題諮詢

最佳干燥溫度時間,合理模溫,最佳冷卻時間等客戶段製程建議與改善

SMT溫度,后處理溫度成形品及生產製程問題解決

應力開裂,烤漆變形等教育訓練第39页，共53页，2023年，2月20日，星期四(三)塑發室儀器簡介

第40页，共53页，2023年，2月20日，星期四基本性質(1)—比重天平

功能測試產品比重及重量阿基米德浮力原理浮力＝排開同體積之液體＝空氣中的重－液體中的重比重＝空氣中的重／排開同體積之水重比重與價格

產品按體積計價,原料以重量計價第41页，共53页，2023年，2月20日，星期四

基本性質(2)—高溫爐

功能:測試塑膠材料殘留的灰份(800℃,4hr)預先檢查成型品在SMT製程是否起水泡(250℃,5min)

工程塑膠內之基本成分:

基材：樹脂本身

物性補強填充物：玻璃纖維、碳纖維、礦物質等…。

界面活性劑或相容劑：表面處理改質劑。

難燃劑：鹵素及非鹵素（磷酸脂）防火劑。其它第42页，共53页，2023年，2月20日，星期四基本性質(3)—卡氏滴定法水分測試儀

功能

測試塑膠粒子或成形品中微量水分含量用途

工程塑料預乾燥條件設定

提供成型現場塑膠粒含水量數據評估乾燥設備第43页，共53页，2023年，2月20日，星期四基本性質(4)—真空烘箱

功能

真空加熱乾燥恆溫控制用途

工程塑膠粒加工前乾燥非移形測試第44页，共53页，2023年，2月20日，星期四基本性質(6)—色差分光儀

功能

讀取成品色彩學數據

明暗度

△E,CIEL,a,b值用途

電腦外殼烤漆和塑膠外殼色彩品管檢驗

產品外觀色彩以電腦配色與對色第45页，共53页，2023年，2月20日，星期四曲型色差測試報告

第46页，共53页，2023年，2月20日，星期四基本性質(7)—壓模機

功能

針對塑膠件外觀檢驗規范,檢驗原料不純雜質用途

檢驗原料中不純物含量及大小第47页，共53页，2023年，2月20日，星期四