塑胶材料的选用.doc

塑膠材料的選用選擇塑膠材料時須考慮之因素有-製品要求之性能 _ 製品的使用條件 受力情況 電能狀況 透過性 透明性 尺寸精度 及 外觀 等 製品的使用環境 環境溫度 環境濕度 接觸介質 環境的光 氧 輻射等塑膠材料的加工性 加工難易性 加工成本 加工廢料 加工精度 加工形狀 製品的成本塑膠材料的來源 不宜選擇塑膠材料之情形-對塑膠材料之強度要求特別高-要求耐熱溫度高-要求尺寸精度高適宜選擇塑膠材料之情形-要求製品質輕-要求製品比強度高-製品形狀複雜-於中低荷重下的結構製品-要求製品的耐腐蝕性好-要求具有自潤性的製品-要求製品具有防震 隔熱 隔音 之性能決定選擇塑膠材料時-製品要求之使用性能選用塑膠材料時，須將製品之眾多性能先分為 主要性能 相關性能 次要性能，其重要性依次排列如下:主要性能- 它是決定塑料製品性能的關鍵，是材料必須具備的性能相關性能- 它是為塑料製品主要性能服務的輔助性能，是材料最好有的性能次要性能- 它是與塑料製品之使用性能關係不大的性能，是材料可有可無的性能舉例說明於下(1). 用於高壓絕緣用途的塑料製品，其要求為 主要性能- 包括材料的耐電弧特性 及 介電性質 相關性能- 包括材料的體積阻抗 介電常數 介電損失 耐候性 及 耐熱性等(2). 用於連接器用途的塑料製品，其要求為 主要性能- 包括材料的耐燃性 耐熱性 模收縮率 相關性能- 包括材料的加工性 機械性質 (3). 用於塑膠齒輪用途的塑料製品，其要求為 主要性能- 包括材料的耐疲勞強度 衝擊強度 耐磨性 相關性能- 包括材料的耐熱性 磨擦性能 尺寸精度 自潤性塑料製品的使用條件(1). 塑料製品的受力情況 常見的受力類型及對材料的性能要求如下 拉伸力- 如繩索 拉杆等製品，要求材料的拉伸強度須高 壓縮力- 如墊片 密封圈等製品，要求材料的壓縮強度須高 衝擊力- 如汽車保險桿 儀表板等製品，要求材料的衝擊強度須高 剪切力- 如螺栓等製品，要求材料的剪切強度須高 磨擦力- 如軸承 導軌 活塞等製品，要求材料的抗磨損性須高 壓 力- 如碳酸類飲料瓶 上水管 煤氣管等製品，要求材料的耐爆破強度須高(2). 塑料製品的尺寸精度要求 塑膠材料的模收縮率越大，其相應製品的尺寸精度就越低，熱塑性塑膠材料的模收縮率一般比其他材料大，因而只能生產一般尺寸精度的製品. 結晶性塑膠材料的模收縮率較大，未添加無機填充物時約為 1 2.5 %，非結晶性塑膠材料的模收縮率比結晶性塑膠材料的模收縮率小，未添加無機填充物時約為 0.5 % 附近. 塑膠材料添加無機填充物(如玻纖 碳纖等)進行強化時，其模收縮率會大幅降低，因此，在生產尺寸精度要求較高的製品時，盡可能選用無機填充物強化的塑膠材料. 塑膠結晶性的差異對性質之影響結晶性塑膠非結晶性塑膠物性差異不透明或半透明透明或不透明耐化學性尺寸安定性佳模收縮率大模收縮率小耐溶劑性佳衝擊強度佳常見塑膠種類PP HDPE LDPEPA(Nylon) POM s-PSPTFEPET PBT PCTPS HIPS PMMA EVAPC MPPOPSF PES PEI PAI PAR 塑料製品的使用環境(1). 環境溫度 選用塑膠材料時，要注意環境溫度不能超過材料的 熱變形溫度(Heat Deflection Temperature, HDT) 及 脆化溫度(Brittle Temperature)中之一種. 熱變形溫度(Heat Deflection Temperature, HDT) 環境溫度如超過材料的熱變形溫度(HDT)，塑料製品會發生嚴重變形，因而喪失原有 之功能，因此，選用塑料時，其熱變形溫度(HDT) 一定要超過使用環境溫度. 若短時間暴露於高使用環境溫度(超過材料HDT)之情形，一般以不 超過 HDT 5 為宜. (HDT is “Heat Deflection Temperature Under Flexural Load”, described in ASTM D648. It measures the temperature at which a fixed deformation occurs when test specimens are subjected to an fixed set of testing condition. For example, a fixed deformation of 0.25mm under flexural load of 264psi(1.82MPa) or 66 psi(0.455MPa) are usually used.) 脆化溫度(Brittle Temperature) 塑料製品要求衝擊強度時，脆化溫度就成為首先須考慮之因素，尤其在寒冷的冬季或 地區，由於溫度低，常造成塑料製品之衝擊強度滿足不了需要，製品變得十分脆，失 去使用價值，因此，特別要求低溫耐衝擊性時，脆化溫度成選材之主要因素. (2). 環境溼度 環境溼度對低吸濕性塑料如 PP HDPE LDPE POM s-PS PS HIPS PMMA MPPO PSF 等之製品影響較小，但對吸濕性塑料如 PA(Nylon) PVA(Polyvinyl alcohol) 等之製品影響極大，尤其對機械性質和電絕緣性質的影響更大. (3). 光和氧之作用 光和氧之存在會引起塑料製品的裂解，對於 PE PP PS ABS PA POM 及 PMMA 等易產生光、氧老化的塑膠材料，須適當加入抗氧化劑及光安定劑，以降低 光和氧之作用.提高塑膠材料耐熱性的常用方法-添加無機填充物(如玻纖 碳纖等)進行強化-結晶性塑膠添加無機填充物(如玻纖 碳纖等)進行強化後，耐熱性提高幅度大，一般最高可達到三倍以上；以 30 % 玻纖強化之塑膠材料為例，其效果如下: PA6 的熱變形溫度(HDT)由 70 提高到 215 PA66 的熱變形溫度(HDT)由 71 提高到 250 PBT 的熱變形溫度(HDT)由 66 提高到 210 PP 的熱變形溫度(HDT)由 102 提高到 149 -非結晶性塑膠添加無機填充物(如玻纖 碳纖等)進行強化後，耐熱性提高幅度較小；以 30 % 玻纖強化之塑膠材料為例，其效果如下: PS 的熱變形溫度(HDT)由 90 提高到 100 PC 的熱變形溫度(HDT)由 130 提高到 143 ABS 的熱變形溫度(HDT)由 80 提高到 96 耐熱性塑膠材料的選用原則 -考慮耐熱性高低 PA6/30%GF/FR Grade: HDT = 195 210 PA66/30%GF/FR Grade: HDT = 225 245 PA46/30%GF/FR Grade: HDT = 250 275 PCT/30%GF/FR Grade: HDT = 245 275 HTN/30%GF/FR Grade: HDT = 255 285 LCP/30%GF/FR Grade: HDT = 250 350 -考慮耐熱環境因素-考慮材料流動性(Curve of Viscosity vs. Shear Rate- PA66/30%GF/FR Grade )-考慮材料成本提高塑膠材料韌性的常用方法-添加耐衝擊改質劑(彈性體)進行增韌韌性塑膠材料的選用原則-考慮耐衝擊強度高低-考慮耐熱環境因素-考慮材料流動性-考慮材料成本品名編號 MG-0033N-V0 W1 材質 尼龍66/30%玻纖防火材料 乾燥溫度()/時間(hr) 80100/34模具溫度() 6090 射膠(一)速度(%)/壓力(%) 85