常用塑胶材料及基本性能

1、常用塑胶材料及基本性能第1页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三內容大綱(一)高分子及塑膠基本概念(二)外殼常用塑膠材料簡介(三)Connect常用塑膠材料簡介(四)塑膠材料檢測測試簡介第2页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三1. 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 ABS PC PA66(一)高分子及塑膠基本概念第3页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三2. 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68页，2022

2、年，5月20日，5点34分，星期三 分子結構HDPEPSLDPE接枝高分子第5页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三 長鏈大分子結構 无定型 结晶性第6页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三 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68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三 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

3、尺寸安定 流動性第8页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三(二)外殼常用塑膠材料簡介第9页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三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68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三 常 用 面 板 材 料HIPS BASF DOWPVC GEON ABS GE BAYER PC/ABS GE BAYER PC GE DOWPMMA PLEXGLAS第11页，共68页，2022年，5月20日，

4、5点34分，星期三透明材料 穿透率PC 88%PMMA 92%ABS 89%PS 91%COC 91%第12页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三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68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三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/ABS HDT: 85-11

5、0OC (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68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三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68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三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68页，2022年，

6、5月20日，5点34分，星期三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68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三PC工程塑膠PC 聚碳酸酯(非結晶聚酯) PolycarbonateGE 、DOW 、 BAYER、帝人、出光OOCOCCHCH33n第18页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三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

7、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68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三PC工程塑膠應用電腦外殼:光碟片: 透明PC冰色PC第20页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三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68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三塑膠原料選擇要點I機械力學要求 力學強度: HIPSABSPC/ABSPC 沖擊強度: HIPSABSPC/ABSPC 注意事項: 卡鉤 螺柱 熱熔柱等 耐熱性

8、HDT: HIPSABSPC/ABSPC 注意要點: 烤漆 環境溫度高低性 第22页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三塑膠原料選擇要點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 HB V-2 V-1 V0 注意要點: 產品最薄外厚度及耐燃要求 第23页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三塑膠原料選擇要點III環保因素(Environment protection concern):非鹵素系耐燃劑 (Non-Halogen Flame Retardants)環保團體

9、的要求 (Requests by Environmentalist)安規考量(UL Safety concern)客戶指定 (Designated by customers)產品設計(Product design) 機械強度(mechanical strength)塑料性能(Properties of materials):剛性(Flexure Strength) 耐衝擊性(Toughness) 抗紫外線性(耐變色性) (Weatherability) 塑料成本考量(material costs)第24页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三黑點可能產生原因(I) 料管中原先使

10、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68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三黑點可能產生原因(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

11、問題 更加嚴重。第26页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三黑點可能產生原因(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68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三黑點可能產生原因(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

12、熱裂解。第28页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三(三)Connect常用塑膠材料簡介第29页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三1.工程塑膠的基本概念工程用途的塑膠，能適用於結構及機器零件。工程塑膠就是能替代金屬的塑膠材料。工程塑膠的優點，如加工性、質輕、絕緣、防銹及耐化學性等，都是金屬所不及的。一般而言，一般工程塑膠耐溫大於100 ，高性能工程塑膠耐溫大於150。第30页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三2.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

13、寸安定流動性第31页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三 3.一般工程塑膠 英文縮寫 中文學名 商品名 化學結構 PA6聚己內醯胺尼隆6PA66聚己二胺己二酸尼隆66PBT對苯二甲酸丁二酯Ultradur Crastin ,etcPOM聚縮醛Duracon Delren ,etc1.結晶性 第32页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三性能對比第33页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三 4.高級工程塑膠 英文縮寫 中文學名 商品名 化學結構 PA46聚丁二胺對苯二甲酸Stanylm-PA6T聚己二胺對苯二甲酸Arlen HTN ,etcPA

14、9T聚壬二胺對苯二甲酸PA9TPPS聚硫化苯RYTON Fortron ,etcSPS對位聚苯乙烯QuestraXarec ,etc(1).結晶性 第34页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三 (2).非結晶性 英文縮寫 中文學名 商品名 化學結構 PEI聚醚醯亞胺UltemPES聚醚石風RadelUltrasonGrafone ,etc第35页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三(3).性能對比第36页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三 5.各等級工程塑膠HDT之比較第37页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三6.連接

15、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第38页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三(1). 熱要求 1) 熱變形溫度(HDT)-評估其短程熱能力 2) 連續使用溫度等級-評估其長期熱功能 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,尺寸安定及性質的安定性將降低, 也有可能造成分子的崩潰,此全歸於成形應力的釋放而造成 高分子不可逆的膨脹.

16、 第39页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三(2). 抗化學性 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.(3). 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. 第40页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三(4). 結構分析 * 端子保持力 * 流道平衡(5). 抗張應力應變 提供材料在受負荷下響應的訊息,並且作為橈曲計算程應力的

17、 基礎,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.第41页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三(6). 韌性 * 無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.(7). 模收縮 * 當融熔塑膠在模子中冷卻其收縮的現象稱之模收縮. * 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. 第42页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三(8). 成形性 * 影響成形性因素 1)

18、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(9). 翹曲 * 翹曲乃不同收縮的結果,其發生是在成形製程中內應力的釋 放所導致,不均衡的冷卻速率造成不均衡的收縮,有著複雜 模仁或尖角行為特色的設計,因有助於持熱而允許塑膠在此 區域有較慢而完整之結晶,造成局部收縮的增加.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).第43页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三(10). 添加物 * 添加物或組成的變化造成材料特性改變，例如玻纖加入其中,抗 張強度、比重及使用溫度範圍將增加,然而延

19、伸率、熱膨脹係數 及收縮將減少. (11). 燃燒性 * 在實際燃燒條件下,產品之燃燒特性的取決評估預測或描述, 這些測試並非準確並且不可信任,燃燒性要視零件大小著火 難易、燃燒蔓延速度及產品的氧化程度而定.第44页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三8.公司目前生產之手機連接器NOKIA 7PIN PLUG KITCustomer:廣宇 I/O 18POS PLUGCustomer: 華冠(1). QS Plug系列:第45页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三2. QS Recep系列: I/O 18 PIN C0NNCustomer: 華冠15 POS

20、 PLUGCustomer : MOTOROLAI/O 17 PIN CONNCustomer : ACERI/O 2PIN CONN.Customer : SONY(2). QS Recep系列: I/O 18 PIN C0NNCustomer: 華冠15 POS PLUGCustomer : MOTOROLA I/O 10PIN CONNCustomer :MOTOROLAI/O 17 PIN CONNCustomer : ACERI/O 2PIN CONN.Customer : SONY I/O 15PIN CONNCustomer :MOTOROLA第46页，共68页，2022年，5月

21、20日，5点34分，星期三 (四) 塑發室功能簡介第47页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三塑發室功能簡介(Polymer Technology Application Center)(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48页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三功能(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49页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三功能(2) 材料及應用研究競 爭 產 品 研 判 材 料 選 擇 1)新 產 品 開 發

22、 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50页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三功能(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51页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三塑發室儀器簡介 第52页，共68页，2022年，5月20日，5点3

23、4分，星期三基本性質(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53页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三 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54页，共68页，2022年，5月2

24、0日，5点34分，星期三基本性質(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55页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三基本性質(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56页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三基本性質(6)色差分光儀 功能 讀取成品色彩學數據 明暗度 E , CIE L, 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57页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三色差測試報告 第58页，共68页，2022年，5月20日，5点34分，星期三基本性質(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59页，共68页，2022年，5月20