




版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1、1,塑膠材料概論與應用,2,內容大綱,一、何謂高分子 二、塑膠之分類 三、工程塑膠特性與發展歷史 四、塑膠材料基礎原理 五、主要工程塑膠的特性與應用 六、介紹工程塑膠合膠(ALLOY) 七、如何分辨工程塑膠的組成 八、塑膠材料各類性質之意義說明及測試方法介紹 a.基本物性 b.機械性質 c.熱性質 d.化學性質 e.光學性質 f.電氣性質 九、物性檢驗規範與測試內容 十、高分子裂解 (降解) (degradation of polymers) 十一、可分解塑膠介紹,3,一、何謂高分子?,4,5,6,影響高分子物性因素-A,7,二、塑膠的分類,8,酚醛樹脂(PF)、尿素樹脂(UF)、三聚氰氨樹脂
2、、醇酸塑膠、不飽和聚酯(UP)、環氧樹脂、聚氨基甲乙酯(PU)、矽氧樹脂(Silicone),熱固性 塑膠,9,PI PES PEI PSU PPO,PEEK LCP PA46 PPS PCT PPA,PVDF PC ABS PPO/PS PC/ABS,PTFE PET PA66 PBT POM PA6,SMA PMMA HIPS PS SAN PVC,PP HDPE LLDPE LDPE,非結晶性材料 Amorphous,結晶性材料 Crystalline,泛用工程塑膠,高性能工程塑膠,泛用塑膠,HDT=175,HDT=250,HDT=100,HDT=150,塑膠的分類,三、工程塑膠特性與發
3、展歷史,何謂工程塑膠,所謂工程塑膠是指 長期耐熱溫度在100以上 拉伸強度在500 kg/cm2以上 彎曲彈性率在24,000 kg/cm2以上 的塑膠。 在日本,對於工程塑膠的定義為: 可以作為構造用及 機械零件使用之高性能塑膠,耐熱性在100以上,主 要用於工業用途。,塑膠的發展歷史,13,四、塑膠材料基礎原理,14,(1) 分子量 (2) 結晶性 (3) 化學官能基與高分子結構,影響高分子物性因素,15,通常塑膠原料來自石油或天然氣為原料之石油化學品,是一種經過聚合反應而得到的高分子樹脂。 所謂高分子樹脂是單體化合物,經過聚合反映,所合成的高分子量聚合體。其分子量可以數千數百萬,在高分子
4、化學分類上,分子量大於一萬以上者,稱為高分子(Polymer)而分子量一萬以下者稱診高分子或寡聚合體(Oligomer)一般常用來做成型加工者,分子量在104106之間,分子量低於一萬的寡聚合體常用來做紡織用樹脂加工、油漆、接著劑等用途。,高分子的分類說明表,(1) 分子量,16,透明,不透明,結晶性材料與非晶性的物性比較,(2) 結晶性,17,結晶性塑膠與非結晶性塑膠特性比較表,18,(3) 化學官能基與高分子結構,19,(a) 線型高分子,線性高分子,交替共聚物,隨機共聚物,嵌段共聚物,20,(b) 支化高分子,21,(c) 交聯高分子,化學交聯: 一種不可逆的架橋行為,由聚合物分子鏈上存
5、在著不穩定的反應性官能基,而形成一具有網狀結構的高分子聚合物,物理交聯: 是藉由物理性的凝集為架橋點,若溫度升高,交聯作用便會消失,此種交聯行為是可逆的,交聯方式有 (1)光照射交聯: 利用UV光、雷射光等,使分子鏈與分子鏈之間直接產生一個鍵結 (2)熱交聯反應: 利用加熱方式使聚合物產生交聯反應,隨不飽和鍵穩定而穩定 (3)交聯劑反應: 利用交聯劑的反應使聚合物形成交聯網狀結構,隨交聯劑不同可形成不同結構與性質的交聯聚合物,五、主要工程塑膠的特性與應用,23,24,25,PA (Polyamide)聚醯胺(尼龍),Tm=215,Tm=255,PPA (PolyPhenylAmide)聚芳香族
6、改質尼龍,PA 6T,Tm=295,PA46 (Polyamide4/6)尼龍46,T g=145,PC (Polycarbonate)聚碳酸酯,LCP (Liquid Crystalline Polymer)液晶聚合物,31,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑膠(ABS, Acrylnitrile-Butadiene-Styrene),32,聚丙烯( PP, Polypropylene),PBT (Polybutyleneterephalate)聚對苯二甲酸二丁酯,Tm=220,T g=30,Tm=265,PET (Polyethyleneterephalate)聚對苯二甲酸二乙酯,POM (Poly
7、acetal)聚縮醛,PPO (PolyphenyleneOxide)聚氧化二甲苯,T g=85,Tm=285,PPS (PolyPhenyleneSulfide)聚硫化二甲苯,PCT (PolyCyclohexyleneTerephthalate) 對苯二甲酸環己酯,Tg=143 Tm=343,PEEK(POLYETHER ETHER KETON) 聚二醚酮,o-,o,c,o ,n,泛用工程塑膠的物性比較表,:優 :良 :普通 :劣,泛用工程塑膠的耐藥品性比較表,:優 :良 :普通 :劣,六、介紹工程塑膠合膠(ALLOY),42,工程塑膠的合膠(Alloy)一覽表-1,工程塑膠的合膠(All
8、oy)一覽表-2,七、如何分辨工程塑膠的組成,科學分析(以上三個測試稱為ID測試) IR(紅外線吸收光譜)判斷塑膠的配方 有機化合物中含有一些特定官能機,往往會吸收一特殊波長的紅外線。將一有機樣品以紅外線照射,測定並紀錄樣品不同的波長的紅外線、共振吸收的吸收度,得到有機物的吸收光譜,進而判斷塑膠的組成。 DSC(微差掃瞄熱量儀)判斷塑膠的Tg和Tm 利用加熱方式,讓塑膠在儀器中逐漸升溫;因塑膠分子鍵結在玻璃轉移溫度Tg與融點Tm需吸熱方能斷裂,會在圖形中看出不同的波峰。(另可看出材料的純度) TGA(熱差重量分析)判斷塑膠的組成和比率 利用加熱方式,可分析出在不同的溫度,材料內各個組成的燃燒溫
9、度與百分比,進而判斷其組成成分與添加比率。,如何分辨工程塑膠的組成,47,IR(紅外線吸收光譜),利用DSC(微差掃描熱量儀Differential Scanning Calorimeter)儀器,將欲測試的塑膠原料置於測試容器。利用熱電偶穩定加溫(20/分鐘)使塑膠持續受熱。 因為塑膠在Tm與Tg點溫度時,必須吸收熱量方能使化學鍵結斷裂,並在該溫度時,塑膠的受熱流動速率變快,會在圖形上造成兩個波峰。(如下圖以PBT為例,Tg=40,Tm=224),融點(Tm)與玻璃轉化點(Tg)的測試,49,DSC(微差掃瞄熱量儀),50,TGA(熱差重量分析),八、如何看物性表,如何看物性表一般特性,如何
10、看物性表機械性質,如何看物性表熱性質,如何看物性表電氣性質,如何看物性表UL相關測試,全球知名電器檢驗標準,九、物性檢驗規範與測試內容,工程塑膠常用之檢驗設備,60,比重 比重指物質密度與水密度的比值,比重的測定 可依ASTM D792水中置換法測得。,61,吸水率 吸水率是測定塑膠吸水的程度,測法是將樣品烘乾後稱重W1,浸入水中24或48小時後,再取出稱重W2。 吸水率=(W2-W1)/W1*100% 吸水率太大之塑膠材料易影響機械強度與尺寸安定性,Nylon即是典型的例子。,62,各種塑膠材料之吸水率,63,收縮率 收縮率是指塑膠製品冷卻固化經脫模成形後,其 尺寸與模具原尺寸間之誤差百分比
11、,可依ASTM D955方法測定。 塑膠模具設計時,收縮率必須先于考慮,以免造 成成品尺寸誤差,導致成品不良。 塑膠材料因結構的關係,結晶性塑膠之收縮率比 非結晶性塑膠大數倍。,64,各種塑膠玻纖強化前後成形收縮率比較,65,硬度 一般塑膠的硬度最常用ROCKWELL(洛氏硬度) 及SHORE(蕭氏硬度)兩種測試方法來表示。其中 SHORE A常用來測定較軟的塑膠如TPE等彈性體 或橡膠等。SHORE D則用來測定較硬之塑膠, 如一般之泛用塑膠及部份工程塑膠,而多數之高 性能工程塑膠或較硬之工程塑膠,則需要用 ROCKWELL來測定。,66,5.機械性質 機械性質測試的結果與下列因素有很大關係
12、 *試片的大小與形狀 *試片的製備方法 *測試前試片調理條件及時間的長短 *測試時環境的溫度及相對溼度 *測試的方向及試片分子排列的相對方向 *測試速率,67,5-1.抗張強度(Tensile Strength)及伸長率(Elongation) 抗張強度(抗拉強度)係指將塑膠材料拉伸到某一程度(降伏點,yield或斷裂點,break)所需力的大小,通常以每單位面積多少力來表示, 如kg/cm2,而其拉伸的長度百分比即為伸長率。測定依ASTM D638之方法測試。,以標準試片(啞鈴狀)以萬能試驗機,兩端以外力(拉伸荷重) 拉伸,直到塑膠材料產生破壞的應變(降伏點和斷裂點) ,表示該材料的抗張強度
13、(拉伸降伏強度)與可容許的變形量(伸長率,亦可代表材料的韌度) 。 1.拉伸降伏強度=對試片的拉力(kg)/施加荷重前試片的截面積(cm2) 2.伸長率(%)=(斷裂時的標線長度-實驗前的標線長度)/實驗前的標線 長度,拉伸降伏強度與伸長率,69,塑膠材料的抗張曲線,70,5-2彎曲強度(Flexural Strength) 彎曲強度又稱抗折強度,主要為測試塑膠抗彎曲的能力,可依照ASTM D790的方法測得,通常以每單位面積多少力來表示, 如 kg/cm2。 5-3彎曲模數(Modulus) 將塑膠試片彎曲時,其彈性範圍內,單位變形量所產生之彎曲應力稱為彎曲模數,一般模數 越大,表示塑膠材料
14、之剛性越好。,以一外力垂直作用在支持成水平的試片,使試片發生彎曲(變形) ,對此種彎曲荷重發生的應力(彎曲應力)及其變形量(彎曲量)之關係,進而計算出材料的彎曲特性,本物性表示材料的剛性。 1.彎曲強度(a)=(3pbL)/(2wd2) 2.彎曲模數(E)=(pbL3)/(4wd3) a=試片破壞時,最大荷重之強度(kg/cm2) pb=試片破懷時,最大荷重時之荷重(kg) L=支點間距(cm) w=試片寬度(cm) d=試片厚度(cm),彎曲強度與彎曲模數,彎曲強度,彎曲模數,應力應變曲線圖,73,衝擊強度 衝擊強度是指塑膠受外力時所能承受的最大能 量。ASTM D256中的IZOD及CHA
15、RPY為衝擊 強度最常見之測試方法。 試片又分為有缺口 (notch)及無缺口(non-notch)兩種,缺口大小亦有詳細規範。其中又以IZOD最為普遍。,IZOD耐衝擊強度,74,IZOD及CHARPY衝擊測試圖示,測試試片於缺口應力集中的情況之下,測量其擺錘衝擊的忍受程度。 IZOD衝擊強度=衝擊能量/試片厚度,IZOD耐衝擊強度,76,衝擊測試應注意事項 *試片放置時注意夾面是否垂直於衝擊面。 *夾試片時,力量不可太大,以免產生應力,影響測值。 *量試片厚度時,須儘量靠近缺口以求準確。,在設定的壓力和溫度下,將樣品置入一固定直徑和長度的模頭,測量單位時間內流出的重量(g/10min.)表
16、示材料的流動性。 MI(g/10min)=收集樣品重(g)/收集時間(sec) 600sec,熱熔融指數(MI),熔融指數是一種表示塑膠材料加工時流動性的指標。MI值越大表示此塑膠材料之加工流動性 越好,反之,則越差。最常見之測試標準為ASTM D1238 。MI值可作為判斷塑膠分子量高低的參考。物性和加工性的取捨。,將欲測試的試片,放置於油槽之內。施以一定的荷重(18.6kg/ cm2或4.6 kg/ cm2) 於試片中央。以定溫速率(2/分鐘)慢慢升高油槽的溫度。當試片在荷重處凹陷達到一個變形量(0.25mm) ,該油槽所測得的油溫即為該材料的熱變形溫度。本物性表示為短期的耐熱溫度。,熱變
17、形溫度(HDT),79,體積固有阻抗 體積固有阻抗是代表材料之電氣絕緣性的主要參 考指標,尤其應用在電子電氣零件等用途。大部 份的塑膠都有良好之電氣絕緣性,幾乎所有工程 塑膠之體積固有抵抗都達1014歐姆-cm以上(體積 固有抵抗達107歐姆-cm以上的材料,即可視為電 氣絕緣材料。,單位立方體塑膠材料雙面間的電阻(cm),體積固有阻抗,81,導電性塑膠材料依其表面電阻係數高低可分為三種不同的應用: (1)EMI遮蔽應用:表面電阻係數小於102歐姆/sq (2)靜電消除應用:表面電阻係數在102106歐姆/sq (3)抗靜電應用:表面電阻係數在1091013歐姆/sq (抗靜電劑的應用),82
18、,使塑膠材料具備導電性的方法 (1)導電性表面處理:利用電鍍、真空蒸著及濺鍍等方法塗裝導電材料。 (2)導電性材料掺合:如加入金屬粉末、碳黑、金屬纖維、碳纖維等導電材料於塑膠中,掺合成導電性複合材料。 (3)導電性高分子合成。,83,Nylon吸水率對電氣性質之影響,84,耐燃性 耐燃試驗規格中以UL規格較受廣泛使用,85,UL94-HB *判定原則 1.於試片25mm及100mm處作記號 2. 313mm厚試片於燃燒75mm長度時之燃 燒速率不能超過40 mm/min. 3.小於3mm厚的試片於燃燒75mm長度之燃 燒速率不能超過75 mm/min. 4.於100mm記號前停止燃燒,86,耐候性 耐候性指塑膠材料在戶外環境下,受光、熱、空氣、風雨的影響,而引起變質、劣化的抵抗性。 耐候試驗可分為戶外曝曬法及人工促進法,前者 可參考ASTM D1435 ,後者可參考ASTM D1499 。,87,耐化學藥品性 耐化學藥品性的測定方法,將塑膠材料在一定溫度下浸漬於溶劑一段時間後,測定其重量、體積、 抗張強度、 伸長率等的變形,變異小的即表示具有優良的抗溶劑性。,88,光學性質-透明度 指塑膠在可見光的光透率,塑膠依光透過程度可分為透明性、半透明性及不透明性。 ASTM D1746可用來測定塑膠薄片
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 西藏拉萨市10校2025年物理高二第二学期期末达标测试试题含解析
- 冬至照片课件
- 浙江省宁波市奉化高中、三山高中等六校2025届物理高一第二学期期末经典模拟试题含解析
- 2025届湖南省湘潭市物理高二下期末考试试题含解析
- 2025年甘肃省武威市河西成功学校物理高二第二学期期末复习检测模拟试题含解析
- 2025年河南省漯河市物理高一下期末综合测试试题含解析
- 二零二五版草原承包权抵押贷款与草原生态修复合同
- 二零二五年度新型绿色建筑安装工程施工劳务合同
- 二零二五年度奥迪汽车技术支持服务合同
- 2025阿里云开发者社区网络安全防护与风险控制合同
- 安全评价技术协议书
- 三防专项方案
- 《结直肠癌的影像诊断》课件
- 伐木合同协议书范本
- 地舒单抗治疗骨质疏松症
- 民宿托管运营合同协议
- 2025年保密教育线上培训考试试题及答案
- 云浮新兴天堂肠粉米浆流变特性与酱汁配伍研究
- 系统化停车场管理方案数据分析与智能优化停车流程
- 2025年贵州贵阳市城市建设投资集团有限公司招聘笔试参考题库含答案解析
- 变电运维安全管理
评论
0/150
提交评论