整理塑胶材料与注塑

1、2020/10/29,1,塑膠材料與注塑,工程技術課程之一,2020/10/29,2,目 錄,塑膠材料簡介 注塑部的制程管制 注塑品的品質控制與改善,2020/10/29,3,1. 塑膠材料簡介,1.1 塑料的來源及結構 1.2 塑料的分類 1.3 塑料的結晶性 1.4 塑料的流動性 1.5 塑料的吸水特性 1.6 本公司常用的塑料種類及用途 1.7 常用塑料的特性 1.8 塑料的鑒別法(燃燒試驗),2020/10/29,4,1. 塑膠材料簡介1.1 塑料的來源及結構,2020/10/29,5,1. 塑膠材料簡介1.2 塑料的分類,2020/10/29,6,1.2.1.泛用塑料和工程塑料 a.

2、 泛用塑料 是指日常使用範圍最廣的塑料，性能要求不高，成本低，容易獲得，其中應用最廣泛的是PE、PP、PS和PVC。,1. 塑膠材料簡介1.2 塑料的分類,2020/10/29,7,b. 工程塑料 是一些具有能製造機械零件或工程結構材料等工業品質的塑料，其機械性能、電氣性能、對化學環境的耐受性、對高溫低溫耐受性等方面都具有較優异的特點，能在工程技術上代替某些金屬和其他材料使用，常見的有ABS、PC、POM、PMMA、PBTP、PETP、PSF、PEI等，其中前四種為國際上公認的四大工程塑料。,1. 塑膠材料簡介1.2 塑料的分類,2020/10/29,8,思考問題: 塑料與金屬相比有哪些優點及

3、缺點？舉例說明。 為什麼熱固性塑膠材料不能用普通的注塑機注塑?,1. 塑膠材料簡介1.2 塑料的分類,2020/10/29,9,1.2.2 熱塑性、熱固性塑料和熱塑性彈性體 a. 熱塑性材料 分子構造：二元次的聚合反應產生的線狀聚合體或部份三元次聚合產生的支鏈狀聚合體。 材料特徵：運用加熱及冷卻，使其產生可逆變化的流動狀態和固化狀態，是物理變化。 分子鏈的長度越長或分子量越大，熔點越高；而分子內越多支鏈則熔點會降低。塑料合成過程中會盡量避免產生支鏈，太低熔點會令到塑料在未熔到可流動狀態前已經產生化學分解,不能加工注塑，因此,太低的熔點沒有實際的利用價值。,1. 塑膠材料簡介1.2 塑料的分類,

4、2020/10/29,10,b. 熱固性塑料 分子構造：三元次聚合反應產生网狀聚合体。 材料特徵：在成形加工時，加熱使到分子構造結合成网狀；一旦結合成网狀聚合体，即使再加熱也不能軟化，顯示出非可逆變化，是化學變化。,1. 塑膠材料簡介1.2 塑料的分類,2020/10/29,11,c. 熱塑性彈體（TPE）THERMAL PLASTIC ELASTNOMER 又稱“熱塑性橡膠”，是較新的塑料，在某些情況下可以取代其他塑料或傳統橡膠。 具有傳統或硫化橡膠的一些性質，又具備熱塑性塑料加工簡便快捷的性能，并且可以再加工及有多種顏色可供選擇。,1. 塑膠材料簡介1.2 塑料的分類,2020/10/29

5、,12,絕大多數的金屬材料冷卻時，都以結晶狀態存在，既是金屬原子以整齊、有規律的方法作立體性排列。而塑膠料材料是一些極大分子，冷卻是不可能像金屬原子般排列，只可以是半結晶或非結晶形態存在。,1. 塑膠材料簡介1.3 塑料的結晶性,2020/10/29,13,1.3.1. 結晶材料與非結晶材料的構造 結晶材料的分子結構一般為鏈狀及規整排列，非結晶材料分子結構呈現分枝狀及不規則排列。,1. 塑膠材料簡介1.3 塑料的結晶性,分,2020/10/29,14,1.3.2. 結晶塑料和非結晶塑料的種類 容易結晶的塑料(結晶料)PE、PP、PA(尼龍)、POM、PPS、TPX 不容易結晶的塑料(非結晶料)

6、PVC、PS、PC、ABS,1. 塑膠材料簡介1.3 塑料的結晶性,2020/10/29,15,1.3.3. 結晶性材料和非晶性材料的特徵,1. 塑膠材料簡介1.3 塑料的結晶性,Tm 結晶性材料的熔點 Tm結晶性材料的凝固點或結晶開始點 Tg 非晶性材料的玻璃轉移點 Tm melt temperature Tgglass temperature,2020/10/29,16,.對結晶材料，當溫度逐漸升至Tm時，結晶構造被破壞，變成非結晶狀態(熔化狀態)。與此相反，從熔化狀態逐漸降溫至Tm時，發生結晶收縮(有明顯的熔點)。這一特點決定了結晶材料的熱加工困難，因為材料在溫度昇高的過程中直接由固態轉

7、化為液態，沒有一個可塑性範圍。（eg:PP） 對非晶材料，溫度升高過程中沒有一個清楚的熔點存在。非晶性材料因分子運動的不同而產生Tg，溫度在Tg以上時，聚合物鏈具有移動的自由，產生流動。由于非晶材料在Tg以上溫度時有明顯的可塑性範圍，故熱加工較容易。（eg:PC）,1. 塑膠材料簡介1.3 塑料的結晶性,2020/10/29,17,各種材料的融點、玻璃轉移點對照表,2020/10/29,18,思考題： 為什麼某些塑膠零件在出模後還會產生尺寸上的變化？請列出3個原因。 a.哪些塑膠材料的產品有較大的尺寸變化?請列出5種。 b.那些塑膠材料的產品有較穩定的尺寸？請列出5種。 一件原來設計給超聲波焊

8、接的零件,材料是PC,但由於要降低生產成本要轉用PP: a.會發生什麼問題? b.產生這些問題的原因是什麼? c.說出該零件設計上要有什麼改變，方可解決問題？,1. 塑膠材料簡介1.3 塑料的結晶性,2020/10/29,19,.本公司多年前的產品有些是用PC作為材料,經常產生開裂次品,當為了降低生產成本要轉用PP後,開裂情況大量降低，原因是什麼？ a.PC材料在什麼情況下容易出現開裂?考慮產品的使用過程考慮產品的生產過程 b.PP材料在什麼情況下容易產生開裂?,1. 塑膠材料簡介1.3 塑料的結晶性,2020/10/29,20,.塑料的結晶性對其它特性的影響 了解塑料的結晶性對產品設計，材料

9、選用，注塑方法及預防塑料開裂方面有很大的幫助。,1. 塑膠材料簡介1.3 塑料的結晶性,2020/10/29,21,a. 收縮性 非結晶材料收縮性較小，結晶材料收縮性較大。,1. 塑膠材料簡介1.3 塑料的結晶性,PC 料,PP 料,穩 定,幾天後，繼續收縮或產品受熱後收縮(風咀或電熱產生),2020/10/29,22,某些結晶塑料件(eg:POM,PP)在出模後須經歷較長一段時間呎寸才會穩定,這是由於這些塑料結晶度高,在成型時來不及結晶,因此,結晶收縮會在出模後及貯存時繼續收縮。我們可以通過熱處理來加速這類塑膠件的結晶收縮過程。,1. 塑膠材料簡介1.3 塑料的結晶性,2020/10/29,

10、23,影響塑膠件收縮的其它因素 模具溫度： 模溫愈高，成形收縮率愈大; 材料流動方向： 一般材料在流動方向收縮率大於垂直流向收縮率（但玻璃纖維強化塑膠卻與此相反）; 澆口大小： 澆口越大，收縮率越小; 成形品壁厚： 成形品壁厚愈大，則收縮率也愈大。,1. 塑膠材料簡介1.3 塑料的結晶性,2020/10/29,24,各種材料的成形收縮率(%),2020/10/29,25,b. 熱加工性 非結晶材料由室溫加熱至液態前，有一個範圍是塑性的，而結晶材料卻沒有或只有很小的可塑性加工範圍，故非晶材料比結晶材料易于熱加工（如熱燙，超聲波焊接等）,所以若設計工程師要選用結晶性塑料進行以上工序時，必須要小心，

11、應盡量避免採用以免產生很多次品。,1. 塑膠材料簡介1.3 塑料的結晶性,2020/10/29,26,c. 抗化學性 結晶材料抗化學性好，比較能抵抗溶劑，但要移印或絲印比較困難，一般用特殊化學液或電暈或火焰，進行表面處理後，方可進行移印。（由于非結晶性塑料極容易受到溶劑侵蝕，產生日後的開裂，故產品選料時要非常小心，同時在注塑及任何生產加工過程中不能佔染到任何油質化學物）,1. 塑膠材料簡介1.3 塑料的結晶性,2020/10/29,27,1.4.1. 流動指數 塑料的流動性是指塑料在一定溫度與壓力下填充模腔的能力，常用流動指數來表示。流動指數是指:在一定溫度及壓力下，10分鐘從一定模具中出的樹

12、脂量(kg/min或cm3/min)。,1. 塑膠材料簡介1.4 塑料的流動性,2020/10/29,28,1-可卸去的負荷 2-絕熱體 3-上參照線 4-絕熱 5-下參照線 6-鋼筒 7-模頭 8-絕熱板 9-控制溫度計 10-模頭檔板,2020/10/29,29,2020/10/29,30,2020/10/29,31,思考題： 塑料的流動與水溶液的流動有什麼不同? 在設計選料時，為什麼要知道或試驗塑料的流動 性？用什麼方法可知道流動性是否合適？ 當注塑件有以下特征時，對塑料的流動性有什麼不同的要求？為什麼？ - 高機械強度 - 薄 壁,1. 塑膠材料簡介1.4 塑料的流動性,2020/10

13、/29,32,1.4.2. 流動性的判別 a. 塑料流動性是與塑料的化學分子結構有關，份子鏈越長，則熔點較高，而流動性較差。（不容易填滿膜腔而需要較高注塑溫度，注塑壓力和模腔溫度），但由于分子鏈較長，則有很好的機械強度。 流動性也并非越高越好，高流動性的塑料雖然充模容易，但也易滲入模腔排氣間隙或分模面形成披鋒。,1. 塑膠材料簡介1.4 塑料的流動性,2020/10/29,33,b. 各類塑料的流動性比較。 流動性的差异 流動性好PE、PP、PS、PA 流動性較好PMMA、POM、ABS、AS、HIPS 流動性差PC、硬PVC、PSF等,1. 塑膠材料簡介1.4 塑料的流動性,2020/10/

14、29,34,與流動性有關的問題 eg:若用原來注塑PC料的模具用來注射PP時，就會出現問題?由于PP流動性好，對模具的精度及光潔度要求均很高，否則會把模具表面的微小紋理問題都反映到注塑製品上，造成製品表面缺陷。而PC流動性差，對模具要求就不會那麼嚴格，但要求注塑機有較高的注塑壓力方可注塑出合格製品。,1. 塑膠材料簡介1.4 塑料的流動性,2020/10/29,35,1.4.3. 粘度與流動性的關系 粘度是描述塑料熔體流動行為的重要量度。粘度越高，流動性越差，粘度低，則流動性好。 1.4.4. 影響流動性的因素 溫度料溫高則流動性大 壓力壓力增加，流動性增大。（但并非所有塑料都是牛頓流體，有些

15、塑料(例如PC)是非牛頓液體增大壓力并不非常有效增大流速，但增高溫度的效果就很顯著） 模具澆口及流道的形式、尺寸會影響熔體在模腔內的實際流動性。,1. 塑膠材料簡介1.4 塑料的流動性,2020/10/29,36,1.4.5.材料流動性的選擇 a.一般而言，同類塑料都有不同品級的流動性，在選擇時應考慮。供應商的產品目錄是有說明塑料的流動性級別，例如：BASF生產的PS料，目錄中有三個流動品級：易流動級143E，一般流動級165H，慢流動級168N。 b.如注塑件要求高機械強度(高沖擊強度及高抗拉強度)，應選用流動性較低的品級。,1. 塑膠材料簡介1.4 塑料的流動性,2020/10/29,37

16、,c.如注塑薄壁或非常平滑的表面，應選用流動性好的品級。 d.塑料的不同加工成型方法對其流動性有不同的要求，以PP為例:,1. 塑膠材料簡介1.4 塑料的流動性,2020/10/29,38,1.4.6. 流道形狀對流動性的影響,1. 塑膠材料簡介1.4 塑料的流動性,圓形流道:流動性最好，但模具加工不易，必須兩面切削加工。廣泛使用。 梯形流道：流動性不及圓形流道，但模具加工容易（單側加工）,常被使用。 型流道：流動性較差，較少採用。,2020/10/29,39,圓形流道的熔體流動性對于圓形流道，熔體在流道中的流速可用下式反映: 其中:K常數 m常數，一般在1.5至4的範圍內變化 R流道半徑 L

17、流道長度 由上式可看出，當流道直徑加大時，熔體流動性會呈指數增加，但流道長度增加時，流動能力亦呈指數下降，所以一般流道均要求長度短，直徑大以增加流動性。,1. 塑膠材料簡介1.4 塑料的流動性,2020/10/29,40,思考題: 為什麼尼龍材料，特別是尼龍66有較大的吸水特性? 吸水特性影響些什麼?請考慮以下方面: a. 產品設計 b. 生產注意事項 除尼龍外，還有哪些種類的塑料具有吸濕性或凝集水分傾向？ 哪些塑料是不吸水的，為什麼？,1. 塑膠材料簡介1.4 塑料的吸水特性,2020/10/29,41,1.5.1. 塑料的吸水率 塑料在成型之前儲存時，會吸收空氣中的水份及所在環境中的水份，

18、各類塑料的吸水率如下（24小時沉水試驗）,1. 塑膠材料簡介1.5 塑料的吸水特性,2020/10/29,42,1.5.2.塑料吸水對製品的影響 a. 成型前原料吸水在塑膠料加工過程中，原料在空氣中吸收的水份會化成蒸氣而留在制件內部或表面，影響制品品質，包括： 外觀方面:造成銀線,氣泡,麻點,失去表面光澤等. 機械強度：對PC、ABS、尼龍等材料，水分在高溫時將塑膠高分子降解，使材料變脆，強度下降。解決原料吸水的方法主要是“乾燥焗料”。,1. 塑膠材料簡介1.5 塑料的吸水特性,2020/10/29,43,b. 成型後的制件吸水 某些塑料制件(如尼龍，特別是尼龍66)在成型後仍有很高的吸水率，

19、必須考慮制件的儲存及使用環境。如果儲存及使用環境中含有較多的水份（eg:潮濕及浸水環境），會使制件尺寸膨脹，而無法配合其他塑料或金屬零件，會產生極嚴重之次品（例如：尼龍風咀配合PC盒身，尼龍吸水後膨脹會使到風咀脫落），但有些時候，我們可以故意將尼龍製品浸水以加強其韌性，改善脆裂現象。,1. 塑膠材料簡介1.5 塑料的吸水特性,2020/10/29,44,思考題: 1. 在本公司使用的塑料品種中，哪些（種）塑料具有以下特征？並針對該特征說明它們的應用及注意事項： 最價廉 成形收縮率 吸水率最高 耐熱性最高 透明 對水分敏感，成形前必須焗料處理 流動性差,1. 塑膠材料簡介1.5 塑料的吸水特性,

20、2020/10/29,45,2. 在下述場合應用時，應選用何種塑料？舉出其在本公司產品上的應用例子。 用作外殼、蓋罩、容器; 小磨擦力10g軸承; 應力機械元件; 耐溫及抗化學腐蝕。,1. 塑膠材料簡介1.5 塑料的吸水特性,2020/10/29,46,.6.1 本公司常用的塑料,1. 塑膠材料簡介1.本公司常用的塑料種類及用途,2020/10/29,47,1. 塑膠材料簡介1.本公司常用的塑料種類及用途,2020/10/29,48,1. 塑膠材料簡介1.本公司常用的塑料種類及用途,2020/10/29,49,1.6.2. 常用塑料的用途,2020/10/29,50,2020/10/29,51

21、,2020/10/29,52,1.6.3 各種塑料的連續耐用溫度（UL-INDEX）和價格比較,1. 塑膠材料簡介1.本公司常用的塑料種類及用途,2020/10/29,53,1.7.1.聚乙烯(PE) 物理性質: 乳白色半透明(有時透明)之蠟狀固體，比重小於1，能浮於水。 超過軟化點後熔解(可做熱熔接)。 耐寒性良好。 電絕緣性優異。 不透過水蒸汽、空氣等，但對二氧化碳及有機物氣味之透過性相當高。 加工性佳(不用加塑劑亦能成薄膜而具有柔軟性)。 - 使用接著劑之接著不佳，印刷性亦不佳，但表面經 高電壓處理後可改善其印刷性。,1. 塑膠材料簡介1.7 常用塑料的特性,2020/10/29,54,

22、化學性質: 耐水性極佳。 耐藥品性良好。但易受鹵素及強氧化性物質之侵蝕。 難溶於有機溶劑。 可燃性大。 在光線及氧氣之存在下會慢慢被氧化。 無毒。,1. 塑膠材料簡介1.7 常用塑料的特性,2020/10/29,55,1.7.2. 聚丙烯(PP,百摺膠) a. 優 點: 可以在100至110沸水或蒸氣消毒而無應力龜裂。 可以抵抗大部份溶劑及化學物。 (但在81以上，可被芳香族溶解，在低溫時產生膨潤)。 價錢便宜(所以以前使用PC及ABS的零件都轉用PP),1. 塑膠材料簡介1.7 常用塑料的特性,2020/10/29,56,b. 缺點: 收縮率大，易變形。 收縮率1.8至2.5%。 24小時收

23、縮85%，首星期收縮90%，餘下要3個月時間收縮; 用浸沸水作為熱處理可加快收縮至1小時完成，可測試日後變形量。,1. 塑膠材料簡介1.7 常用塑料的特性,2020/10/29,57,抗沖擊性能差，特別在低溫時； 注塑時黏度較低，容易產生批鋒； 硬度低，容易刮花及不能打磨及拋光； 高溫級別的PP必須有抗氧化劑，此抗氧化劑在注塑數星期後慢慢滲出形成”白灰膜”，影響外觀； 可被含銅物質分解，故嵌件注塑前要電鍍嵌件及不應直接與銅螺絲，雞眼接觸。,1. 塑膠材料簡介1.7 常用塑料的特性,2020/10/29,58,.3. 聚氯乙烯(PVC) 特 性:PVC的特性與分子的聚合度及加入的“塑化劑”份量極

24、有影響，未加入塑化劑的PVC原料稱之為“非塑化PVC”(英文: UNPLASTICISED PVC)。PVC是一種流動性較慢的物料，加工溫度範圍有限，加入塑化劑後其流動性(DIN K值)降低。有很多的用途。軟性的PVC零件極易受污染，(eg:注塑車間色粉微粒會吸附在（PVC）電線上或護線耳上)，主要原因是PVC中含有增塑劑造成其表面微孔粗大，易吸附色粉微粒。,1. 塑膠材料簡介1.7 常用塑料的特性,2020/10/29,59,1. 塑膠材料簡介1.7 常用塑料的特性,2020/10/29,60,優點: 由於含有氯原子，防火性极佳，加火後自動熄滅； 視乎加入塑化劑份量，可以很硬或很軟。 很高的

25、抗化學性能。(但對某些濃氧化酸，如:硫酸，硝酸有反應)； 可以是透明； 收縮率低(0.2至0.6%)。,1. 塑膠材料簡介1.7 常用塑料的特性,2020/10/29,61,缺 點: 注塑時，稍高溫度即出現分解，放出HCL，腐蝕模具及注塑機炮筒； 高溫時，容易變色； 使用溫度在-15-55； 極不環保,廢品燃燒時會產生有害物質，只能在高溫下焚化(750以上)。焚化後也會產生HCL(氯化氫)。,1. 塑膠材料簡介1.7 常用塑料的特性,2020/10/29,62,.4. 聚苯乙烯(PS，硬膠) 聚苯乙烯之主要優點為: 具有高屈折率(1.59)而透明晶亮之硬質塑膠; 完全無味無臭及無毒; 比重小;

26、 具有卓越之成形性，可在廣範圍之溫度與壓力條件應用射出或擠壓成形來產製各種規格及用途之產品;,1. 塑膠材料簡介1.7 常用塑料的特性,2020/10/29,63,成形品具有高度的精密度、尺寸安定性、硬度及低吸濕性; 在廣範圍的溫度及高週波下具有穩定而極優秀的電性; 著色容易; 可反覆使用(熱穩定性高); 對化學藥品抵抗性大，尤以對腐蝕性無機液體之抗性大; 在熱變形溫度下時具有均勻的物性，低溫時之強韌性尤為優異; 價廉。,1. 塑膠材料簡介1.7 常用塑料的特性,2020/10/29,64,b. 二聚苯乙烯之主要缺點為: 製品於80以上溫度，不能作長時間之使用; 耐衝擊性不佳; 耐有機藥品性不

27、佳; 耐光、耐候性不佳; 表面容易擦傷。,1. 塑膠材料簡介1.7 常用塑料的特性,2020/10/29,65,1.7.5.ABS樹脂 a. ABS的組成: ABS是丙烯晴(A)-丁二烯(B)-苯乙烯(S)三元共聚物的英文縮寫，其中丁二烯含有橡膠成分。,1. 塑膠材料簡介1.7 常用塑料的特性,2020/10/29,66,ABS的特性 優 點 抗張強度、彎曲強度、硬度、拉伸、衝擊強度、耐潛變性等各種機械強度均勻且平衡。 耐熱性良好(熱變形溫度85105)。 電氣、化學性質也良好。 成形收縮小，适于精密成形。 成形加工範圍溫度相當廣，成形性佳。 表面光澤度優良。 比較廉價。,1. 塑膠材料簡介1

28、.7 常用塑料的特性,2020/10/29,67,缺 點： 溶于溶劑; 不透明(有一部分透明等級); 容易變色(包括注塑時變色及使用時變色)。,1. 塑膠材料簡介1.7 常用塑料的特性,2020/10/29,68,c. PS、ASN、HIPS及ABS的關係: PS是苯乙烯(S)的共聚物; ASN是丙烯晴(A)與苯乙烯(S)的共聚物，具有耐熱性高，抗張強度高，微黃透明等特點; 當PS中加入了“丁二烯”成份時，變成HIPS(高沖擊強度PS); 當PS中同時加入 “丙烯晴”及 “丁二烯”成分時，變成ABS。,1. 塑膠材料簡介1.7 常用塑料的特性,2020/10/29,69,1. 塑膠材料簡介1.

29、7 常用塑料的特性,2020/10/29,70,1.7.6. 聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA，又稱亞加力) 優 點: 透明度极高約92%，稱為有機玻璃; 剛性高； 尺寸穩定； 可抗UV，抗環境應力龜裂性佳，吸水率小； 電絕緣性優良； 可用哥羅方溶劑接合(製造夾具常用材料)。 缺 點: 容易產生靜電吸引塵埃； 塑料流動性慢，注塑後容易產生內部應力引致開裂。,1. 塑膠材料簡介1.7 常用塑料的特性,2020/10/29,71,1.聚胺（PA，尼龍） 優點: 在室溫附近的機械強度優良； 磨擦、磨耗特性優良； 耐油性優良； 具有自我消火性(PA6，PA66)； 玻纖等的複合效果顯著； 氧氣透過率小(PA

30、6，PA66)； 長期耐熱保證溫度比較優良(PA6，PA66)。,1. 塑膠材料簡介1.7 常用塑料的特性,2020/10/29,72,缺點: 吸濕性大，因而尺寸變化大； 耐酸性差； 注塑時,易變色。,1. 塑膠材料簡介1.7 常用塑料的特性,2020/10/29,73,.7.8. 聚縮醛（POM，賽鋼） 優點: 機械強度優良，性質比較平衡，耐潛變性及高彈性回復性； 疲勞特性和其他E.P材料相比較好； 擦、磨耗性優良，適用於轉動部材料； 耐藥品性優良； 成形性良好，成形品尺寸安定性良好，适用於精密零件。,1. 塑膠材料簡介1.7 常用塑料的特性,2020/10/29,74,缺點: 結晶度高，結

31、晶收縮大，因此成形過程收縮率比較大，故對於成形品尺寸精度不利。 耐化學藥品性良好，受到酸及ZnCl2等的侵蝕，尤其是在高溫的潤滑油中使用必須注意。 因高度結晶而呈現白色，接著性，印刷性低。 無自我消火性。,1. 塑膠材料簡介1.7 常用塑料的特性,2020/10/29,75,1.7.9. 聚碳酸酯（PC，防彈膠） 優點: 機械強度優良，尤其是潛變特性良好； 衝擊強度極高； 電氣絕緣性、高周波性優良； 在廣溫度範圈內(-170-130)諸特性安定； 尺寸穩定性優良； 具透明性； 具耐燃性及自己消火性,與玻纖等的複合效果好。,1. 塑膠材料簡介1.7 常用塑料的特性,2020/10/29,76,缺

32、點 具吸濕性、熔融時因水分容易產生加水分解，容易產生內部氣泡及銀線(silver line)； 容易產生殘留應變； 耐疲勞性、耐磨擦磨耗性稍低； 抗化學性及抗溶劑,油脂差,容易在有應力情況下開裂。,1. 塑膠材料簡介1.7 常用塑料的特性,2020/10/29,77,.7.10. 聚苯硫醚（PPS） 優點: 耐熱性高(熔點290、分解溫度400、熱變形溫度240)； 具均勻性的高強度； 吸水性極小，尺寸穩定性優； 耐藥品性優（在200以下不溶于溶劑）； 連續使用溫度：RYTON R4:170 RYTON R8:200。 缺 點:一般是低黏度材料，加填充材料而使黏度提高； 價錢昂貴。,1. 塑膠

33、材料簡介1.7 常用塑料的特性,2020/10/29,78,.7.11. 聚 風(PSF) 優 點 : 透明淡琥珀色，外觀良好； 加工性良好，著色、填充容易，可用金屬電鍍； 尺寸穩定性及耐潛性優良； 連續使用溫度可達15O(UL)，高耐熱性； 耐水蒸汽、難燃性優良； 耐藥品優良，無毒。 缺點: 黏度稍高； 具吸水性，必須預備乾燥。,1. 塑膠材料簡介1.7 常用塑料的特性,2020/10/29,79,1.7.12. PETP及PBTP(聚酯) a. PETP聚酯 優點: 耐熱性高; 彈性係數高，潛變小，機械強度優，尤其是韌性相當高; 富於延伸效果，適於纖維、薄膜、螺絲加工; 電氣性質在廣溫度範

34、圍內優良且安定; 耐藥品、耐油性優良; 容易產生應力破裂。 缺點 : 結晶速度慢，熱處理效果比較大; 在鹼、沸水、熱、水中容易產生加水分解。,1. 塑膠材料簡介1.7 常用塑料的特性,2020/10/29,80,b. PBTP聚酯 優 點: 比PETP的熔點低，長期熱劣化性尤其優良； 吸水性少，機械性質及尺寸安定性優良； 耐藥品性優良； 耐磨擦、耐磨耗性優良； 耐候性優良； 可耐燃燒而不損失其特性； 複合效果大，特性值改善容易。 缺 點: 在熱水、高溫高濕下會加水分解； 耐衝擊的V字缺口效應大(無填充材等級)。,1. 塑膠材料簡介1.7 常用塑料的特性,2020/10/29,81,1.1.聚亞

35、醚(PEI) 優 點 機械強度優； 難燃性高、低發煙性； 電氣性質優良，使用溫度範圍廣； 耐藥品性優如：脂肪族的炭化氫、酸、稀鹼金屬； 高溫諸特性優； 形成性比較高； 耐候性高。 缺 點 具吸水性，成形材料必須預備乾燥。必須高溫成形。價格比較高。（15倍PP價錢）,1. 塑膠材料簡介1.7 常用塑料的特性,2020/10/29,82,1.1.聚甲基戊烯(TPX) 優 點耐熱性質，融點240，熱變形溫度80(透明材)145(不透明材)。透明性優。可見光透過率90%，紫外線透過率除玻璃外是最高的。電氣絕緣性優良，塑膠材料中介電常數最小。密度0.83g/cm3，是最小的。耐藥品性優，不受藥品侵襲。在

36、食品衛生上安全性優。,1. 塑膠材料簡介1.7 常用塑料的特性,2020/10/29,83,缺 點：容易接受紫外線劣化。,1. 塑膠材料簡介1.7 常用塑料的特性,幾種塑料的透明度比較,2020/10/29,84,1.1.酚醛樹脂（電木，PF） 電木是熱固性材料,買回來使用的電木粉是線形份子酚醛樹脂與催化劑混合物。可用注塑機加熱使線形份子酚醛樹脂流動，注射入一可加熱的模具內，在模具內物料再發生合成反應，產生網狀熱固性聚合物。,1. 塑膠材料簡介1.7 常用塑料的特性,2020/10/29,85,優 點: 堅硬，耐磨； 耐熱，耐燃燒，耐溶劑； 電絕緣性能； 吸濕性低。 缺 點: 熱固性物質。支頭

37、，流道，次品，廢品全部不可翻用； 成形時會有許多無法避免的毛邊，排氣料，需要100%二次加工除去。是厭惡性工作； 成型週期比較慢，可能需要第二次入爐加熱去確保聚合反應全部完成，保證尺寸穩定及足夠強度。,1. 塑膠材料簡介1.7 常用塑料的特性,2020/10/29,86,1. 塑膠材料簡介1.塑膠的鑑別法（燃燒試驗）,2020/10/29,87,1. 塑膠材料簡介1.塑膠的鑑別法（燃燒試驗）,2020/10/29,88,2.1 塑膠物料焗料工序 2.2 離模劑的使用 2.3 金屬嵌件的注塑 2.4 微型零件的注塑(或使用大注塑機注塑小零件),2.注塑部制程控制,2020/10/29,89,思考

38、題 哪些塑料易出現“開裂”現象，造成這一現象的原因有哪些？如何解決？ 對塑膠件進行焗爐試驗的目的是什麼？ 是否所有塑料在注塑前都必須經過焗料? 离模劑在什麼情況下可使用,應注意什麼? 使用大注塑機注塑小零件會有什麼問題?,2.注塑部制程控制2.4 微型零件的注塑控制,2020/10/29,90,2.1.1 焗料的原因 在部分塑膠料加工過程中，原料在空氣中吸收的水份會化成蒸氣而留在制件的內部或表面，它會嚴重影響品質： 外觀方面：水氣形成銀線、氣泡、麻點、失去表面光澤。 機械強度品質方面：對于PC、ABS、尼龍等材料，水分在高溫時將塑膠高份子降解，使到材料變脆，強度下降，影響將來的使用壽命。 焗料

39、的目的:要將塑膠材料的水分驅走。,2.注塑部制程控制2.1 塑膠物料焗料工序,2020/10/29,91,.反應机理 以PC料為例:,2.注塑部制程控制2.1 塑膠物料焗料工序,2020/10/29,92,2.1.3.為什麼有些材料要焗料，又有些材料不用焗料？ 原因是：塑膠原料中的水分有兩種存在形式。一種稱之為“基體吸收”，另外一種是“表面帶潮”。,2.注塑部制程控制2.1 塑膠物料焗料工序,2020/10/29,93,基體吸收:尼龍，PC，ABS，PMMA等就屬于基體吸收一類。這一類原料會迅速從空氣中吸收水份，吸收後又能迅速滲入塑膠粒內部。對于此類材料，生產時必須高溫、長時間乾燥方可生產。

40、表面帶潮: PP、PE等就屬于表面帶潮一類。水份只是吸收在膠粒的表面，很小滲透性。這一類原料一般不需焗料，即使原料中有少量水份，它會在進入炮筒前段範圍內，被反向驅走。所以我們生產PP、PE時並不焗料。,2.注塑部制程控制2.1 塑膠物料焗料工序,2020/10/29,94,2.1.4. 各種塑膠材料容許水氣重量限度 若超出下表的百份比，製品的外觀品質及機械強度可能有問題：,2.注塑部制程控制2.1 塑膠物料焗料工序,2020/10/29,95,2.1.5. 注塑部工作人員及注塑QC的責任 a.注塑技工的責任 必須依照注塑操作指示所示的規格焗料; 每一焗料料斗必須劃上用料量的“安全線”，塑料須載

41、至安全線以上; 如焗爐或溫度控制器有問題即時修理。 b. 維修技工的責任 定期將機上焗爐的溫度計與標準溫度計比較; 檢查發熱管是否損壞。,2.注塑部制程控制2.1 塑膠物料焗料工序,2020/10/29,96,c. 注塑QC的責任 稽核注塑技工的工作; 記錄焗爐溫度; 發現問題通知注塑領班。,2.注塑部制程控制2.1 塑膠物料焗料工序,2020/10/29,97,a. 避免使用離模劑的原因 離模劑本身是附加物料，間接增加生產成本。 使用離模劑會降低生產效率，因為要有施加離模劑動作，同時影響模具溫度的穩定性。 使用離模劑會導致後期的加工困難(如：移印脫落，超聲波焊接困難)。 有些離模劑會與塑膠料

42、起化學反應導致日後開裂。 離模劑會使塑膠制品機械強度下降。 使用離模劑可能會影響健康，不符合食品及葯物條例。 出模不良應通過改模方法改善，不應使用離模劑。,2.注塑部制程控制2.2 離模劑的使用,2020/10/29,98,b. 在不能避免的情況下，使用離模劑要注意的事項： 不可使用未經詳細試驗的離模劑，須經QC/QA部驗證合格後才能使用； 機械強度要求高的零件不可使用過量離模劑，也不可用手掃塗擦，只可輕量噴射； 除白礦油外，其它潤滑油（特別是注塑機漏出的壓力油）均不可作為離模劑使用。 c. 控制離模劑使用的責任 注塑部須防止使用未經驗證合格的離模劑； 注塑部須控制離模劑的使用量； QC對使用

43、離模劑的工件進行老化試驗。,2.注塑部制程控制2.2 離模劑的使用,2020/10/29,99,簡易的測試方法,標準的測試方法,在此應力集中處噴上或塗上要試驗的化學物料(例如:離模劑)然後于入70焗爐作老化試驗，每天觀察是否有裂紋。,使用特制的夾具，收緊螺絲後被測試的樣本塊被扭曲，做成靜張力。,2020/10/29,100,a.金屬嵌件上沾的化學物對塑料的影響： 金屬嵌件都是用機床切削成型的,在切削及之後的防鏽過程中,是會沾上油脂,化學液或溶劑。嵌件上附著的化學液會對某些膠料造成破壞影響，例如:PC料沾上切削液會造成日後開裂，POM沾上切削液會慢慢沿邊滲出影響外觀。,2.注塑部制程控制2.金屬

44、嵌件的注塑,2020/10/29,101,b. 嵌件注塑前的清潔除油工序: 連續多次使用三氯乙烯分級浸洗; 使用蒸氣三氯乙烯除油; 三氯乙烯加超聲波震動洗滌清洗後，浸在沸水內，沒有油脂浮出，則為合格。 c. QC檢查的責任: 嵌件在注塑前須經QC檢驗證除油合格方可使用; 注塑後須抽樣進行老化試驗。,2.注塑部制程控制2. 金屬嵌件的注塑,2020/10/29,102,圖1注塑部的製程控制: (A)除油程序;(B)檢查除油效果;(C)除油劑翻用程序,2020/10/29,103,a. 執行控制原因 由於零件小，相對支頭流道重量大，翻磨後翻磨料比例大引起膠料降解; 由於用量小，膠料在炮筒中停留時間

45、長，降解程度增加。 b.控制方法 選擇小炮筒注塑機; 保持一定的全原料百分比; 控制炮筒各段溫度; QC加強小零件的強度測試; 在注塑指示上說明上述控制方法，并嚴格執行。,2.注塑部制程控制2.4 微型零件的注塑控制,2020/10/29,104,圖2注塑部的製程控制:,4.用量太快時要用輔助焗料斗 5.大機、大炮筒、高扭力發熱 螺杆炮筒不能注塑 “小零件”.,1.焗料溫度要夠高(按供應商資料) 2.焗料時間必須足夠 3.料斗須刻上 “安全線”及保持常滿,2020/10/29,105,6.漏出的壓力油,機油切勿用作離模劑。,指向前面的注塑機,2020/10/29,106,7.,2020/10/29,107,思考題 注射製品易產生內應力的原因是什麼?如何解決? 製品產生縮水或凹陷的原因是什麼，如何在設計上加以克服？ 熔接痕多在什麼情況下產生？它對製品有什麼影響，如何克服？,3.注塑品的品質控制與改善3.3 注塑車間的品質抽查,2020/10/29,108,1.給缺點命名在注塑車間，對同一缺點有多種叫法，對缺點的命名應統一，當決定使用那個名字後便不要再改變。 2.描述缺點用最簡單的詞語來說明缺點的外在表現，不牽涉任何產生缺點的