塑胶材料物性介绍-完整版本ppt课件.ppt

29 03 2020 1 基礎材料物性附屬加工介紹 第一單元塑膠第一章成形塑膠材料選用及物性介紹第二章塑膠材料加工應用實務 29 03 2020 2 第一章塑膠材料介紹 一 塑膠的定義 二 塑膠的材料的一般特性 三 塑膠的來源與基本構造 四 塑膠的分類 五 塑膠的受熱變化歷程 六 塑膠材料的基本物性 29 03 2020 3 一 塑膠的定義 依美國塑膠工業協會 原料主要由碳 氫 氧 氮 及其他有機及無機元素構成 在成品階段為固體 在製造過程中常是熔融狀的液態 因此可藉加熱使其熔化 加壓使其流動 並藉模具冷卻使其固化 使之形成各種形狀 符合此敘述之材料族類中任一種均可定義為塑膠 29 03 2020 4 二 塑膠的材料的一般特性 優點 1 重量輕 比重大約在0 9 2間 2 耐用性佳 一般塑膠皆有長久的耐用性 尤其是玻璃籤維強化塑膠 FRP 更是強韌無比 3 電絕緣性優異 塑膠通常為電之不良導體 4 耐蝕性強 耐水 耐油 耐酸 耐化學藥品性 而且不生銹 5 成形容易性 具有加熱軟化及一成形的特性 又成形方法簡單並可大量生產 大部分塑膠加工溫度約在200 300 之間 6 着色容易 是當加入着色劑 可改變其色澤 7 原料種類豐富價格低廉 一般性而言 大多數塑膠價格帶約在30 200元間 缺點 1 耐熱性差 大部份的塑膠耐熱溫度約在150 2 機械強度差 相較於鋼鐵材料而言 塑膠承受負荷 易生變形 3 低溫時亦變脆性 4 大都為易燃性材 且燃燒時有毒性氣體產生 29 03 2020 5 三 塑膠的來源與基本構造 石油提煉單體人工提煉 聚合物 塑膠原料 塑膠產品 聚合反應 添加劑 成形 1 其中聚合方式有下列兩種方式 a 一種單體聚合 PE HHlln C C llHH HHll C C nllHH n 聚合度 一般在數百 數千 重覆性的單位 29 03 2020 6 b 多種單體共聚合 如ABS 29 03 2020 7 塑膠分子的特性 由重複單位 單體 所構成的長鏈狀分子 每條長鏈狀分子的聚合度 長度 不一 每條長鏈狀分子的質量不一 以平均分子量來表示 分子量大小及分佈的寬或窄對塑料的性質會有密切影響 分子間的相容性 C2H4 C2H4 C2H4 C2H4 C2H4 C2H4 n 1000分子量 28000n 900分子量 25200n 1100分子量 30800 氫原子量 1 碳原子量 12 分子數 分子量 窄 寬 29 03 2020 8 分子數量的結構及分佈 29 03 2020 9 添加劑功能 29 03 2020 10 添加劑種類 29 03 2020 11 四 塑膠的分類 1 29 03 2020 12 29 03 2020 13 四 塑膠的分類 2 29 03 2020 14 熱固性塑膠也稱為熱硬化膠於加熱之初會軟化 而後分子間產生化學鍵結 造成高度連聯的網狀結構 如右圖所示 熱固性塑膠與熱塑性塑膠的最大差異就在於交聯程序 本質上 熱固性塑膠具有較好的機械強度 強高的使用溫度和較佳的尺寸穩定性 許多熱固性塑膠是工程塑膠 並且因為交聯程序而具有不定形結構 29 03 2020 15 非結晶性 結晶性 29 03 2020 16 29 03 2020 17 常見的結晶性塑膠及非結晶塑膠 29 03 2020 18 4 依機械性質分類 泛用型塑膠熱塑性 PE PP PVC ABS PS熱固性 UF工程型塑膠熱塑性 PA POM PPO PC PBT熱固性 BMC PF UP MF 29 03 2020 19 五 熱塑性的塑膠受熱歷程及變化 玻璃轉移點TG 熱變形溫度Tf HDT 熔點 熱劣解溫度 橡膠態 彈性 熔融態 液態 劣解狀態 玻璃態 脆性 使用範圍 加工範圍 30 TG 70 Tf 150 280 POM PP 29 03 2020 20 六 塑膠材料的基本物性 29 03 2020 21 機械性質 1拉伸特性Elongation 29 03 2020 22 機械性質 2衝擊特性 1 29 03 2020 23 機械性質 2衝擊特性 2 29 03 2020 24 機械性質 3硬度特性 29 03 2020 25 機械性質 4彎曲特性 29 03 2020 26 熱性質THERMOAL 1 2 3 4 5 6 7 29 03 2020 27 熱性質 1比熱 29 03 2020 28 熱性質 2比容 29 03 2020 29 熱性質 3熱傳導係數 29 03 2020 30 熱性質 4膨脹係數的測試 29 03 2020 31 熱性質 5熱變形溫度HDT 29 03 2020 32 29 03 2020 33 熱性質 6Vicat軟化點 29 03 2020 34 熱性質 7耐燃性Flammability 29 03 2020 35 其他特性 29 03 2020 36 Appendix常用塑料成形收縮 水 率 29 03 2020 37 Appendix物性表範例 29 03 2020 38 第二章塑膠材料加工應用實務 一 塑膠材料的基本成形加工 二 塑膠材料車燈業應用實務 29 03 2020 39 一 塑膠材料的基礎成形加工 壓縮成型 最古老方式 Transfer成形射出成形壓出成形中空成形 blowingmolding 輪壓成形熱成形流動成形積層成形 29 03 2020 40 壓縮成型 最古老方式 29 03 2020 41 Transfer成形 在射出成形普及化前較壓縮成形進步的一種成形方式 類似金屬翻沙方式 如圖將預熱的成形材料投入材料室 加熱軟化 以柱塞加壓 經豎澆口 橫澆道 導入模具中 29 03 2020 42 射出成型 開模取出成品 流道runner 溢口gate 塑料由此進入 豎澆道sprue 成品 塑料融溶與冷卻狀態 螺桿後退計量並進行塑料融溶 與成品冷卻成型重點 成品尺寸安定與適當冷卻時間 29 03 2020 43 押出成型 1 管狀 異形材的押出 29 03 2020 44 押出成型 2 人造皮革的押出 圖視為以T型模具押出製造人造皮革 塑膠皮 方式T型模具隙縫押出後在輥輪上冷卻 然後裁切成片或捲曲成Roller 29 03 2020 45 押出成型 2 薄膜的押出 如圖用吹袋法製膜的押出成形方式 如塑膠膜 袋子皆屬之 29 03 2020 46 中空成形 blowingmolding 本成形法又稱吹入成形法 在半成型品中吹入空氣 使內部成中空 原理同玻璃瓶的成形法 在汽車業 通常應用在飾板或擾流板 大包襯裙等部件 29 03 2020 47 中空成形 blowingmolding 成型原理示意 29 03 2020 48 輪壓成型1 29 03 2020 49 輪壓成型2 輪壓成形顧名思義是以熱輥輪方式 將樹脂成形 做成人造皮革 膜 地板等 一般適用的樹脂 塑膠 材料為PVC或橡膠較多數 29 03 2020 50 熱成形 1 真空成形將熱可塑性皮或板狀固定於模具 上方以均溫加熱器 加熱軟化塑膠皮或板 再以真空吸付方式吸附於模具上 真空吸附成型壓力為1大氣壓以下 本成形方式適用於大型成品或薄型容器如桶子 冰箱內箱 招牌等 使用PVC 耐衝擊的PS ABS 材料的成形方式 所使用的模具可用石膏 木材 熱硬化塑膠等製作因此模具費用低廉 29 03 2020 51 熱成形 2 29 03 2020 52 流動成形 1 粉末成型 粉末燒結 在工程界的通常應用在單件打樣或少量生產方式如 車燈的Prototype 所使用的模具可用石膏 木材 熱硬化塑膠等製作因此模具費用低廉 29 03 2020 53 流動成型 2 流動浸漬成型此成形方式通常應用於金屬網 籠子等的防銹塗裝加工 如圖將金屬網預熱 再放進以空氣流動狀態方式的塑膠粉末中 使粉末熔化附着於金屬網 29 03 2020 54 流動成型 3 漿體成型此成形方式所使用素材 大都以乳化聚合法所做成的PVC一般用來製作人偶 面具等非規則形部件成型 29 03 2020 55 二 塑膠材料車燈業應用實務 以下列代表性部件概述外燈殼 透鏡 副反射鏡底座電器配件用塑膠材部件其他外部裝配 飾 適用部件 29 03 2020 56 外燈殼設計選用前考量 部品條件考量前提流動性佳 易於成型 尺寸安定性 不易彎曲變形 冷熱安定性佳 長期曝露於熱環境收縮變形量小 衝擊強度良好 成品配合組立不易破裂或脫落 硬化塗裝等二次加工效果較佳 依AMECA年度登錄各樹脂配合Coating選用適用塗料 光學透析度及抗紫外線UV耐候性佳 依AMECA年度登錄三年曝曬合格 29 03 2020 57 副反射鏡設計選用前考量 部品條件考量前提流動性佳 易於成型 尺寸安定性 不易彎曲變形 熱安定性佳 長期曝露於熱環境收縮變形量小 衝擊強度良好 成品配合組立不易破裂或脫落 塗裝電鍍等二次加工效果較