最新常用塑胶材料及基本性能 (2)PPT课件.ppt

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1、常用塑胶材料及基本性能常用塑胶材料及基本性能 (2)(2)內容大綱內容大綱(一一)高分子及塑膠基本概念高分子及塑膠基本概念(二二)外殼常用塑膠材料簡介外殼常用塑膠材料簡介(三三)Connect常用塑膠材料簡介常用塑膠材料簡介(四四)塑膠材料檢測測試簡介塑膠材料檢測測試簡介(二二)外殼常用塑膠材料簡介外殼常用塑膠材料簡介面板與塑料之關係面板與塑料之關係高剛性高剛性高剛性高剛性-保護機械內部零件保護機械內部零件保護機械內部零件保護機械內部零件重量輕重量輕重量輕重量輕-為求輕便性，輕量化為其要求為求輕便性，輕量化為其要求為求輕便性，輕量化為其要求為求輕便性，輕量化為其要求耐衝擊性耐衝擊性耐衝擊性耐衝

2、擊性-外觀件著重此特性外觀件著重此特性外觀件著重此特性外觀件著重此特性耐燃性耐燃性耐燃性耐燃性-符合符合符合符合 UL UL UL UL 安規即可安規即可安規即可安規即可低價趨勢低價趨勢低價趨勢低價趨勢-ABSABSABSABS、HIPSHIPSHIPSHIPS、PVCPVCPVCPVC 常常 用用 面面 板板 材材 料料HIPS BASF DOWHIPS BASF DOWHIPS BASF DOWHIPS BASF DOWPVC GEON PVC GEON PVC GEON PVC GEON ABS GE BAYER ABS GE BAYER ABS GE BAYER ABS GE BAYE

3、R PC/ABS GE BAYER PC/ABS GE BAYER PC/ABS GE BAYER PC/ABS GE BAYER PC GE DOWPC GE DOWPC GE DOWPC GE DOWPMMA PLEXGLASPMMA PLEXGLASPMMA PLEXGLASPMMA PLEXGLAS透明材料透明材料 穿透率穿透率PC 88%PC 88%PMMA 92%PMMA 92%ABS 89%ABS 89%PS 91%PS 91%COC 91%COC 91%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

4、.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 ABS 工程塑膠工程塑膠ABS ABS 工程塑膠工程塑膠 綜合性能綜合性能:力學性能力學性能:綜合性能較優綜合性能較優,優于優于HIPS,HIPS,低于低于PC/ABSPC/ABS HDT:85-110 HDT:85-110O OC (1.81MPa)C (1.81MPa)模模 收收 縮縮 :0.5-0.8%:0.5-0.8%耐候性耐候性 :較差較差,對紫外線較敏感對紫外線較敏感 電鍍性電鍍性 :電鍍性好電鍍性好,且具有專用電鍍級且具有專用電鍍級ABS ABS 工程塑膠工

5、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PC/ABS PC/ABS 工程塑膠工程塑膠 聚碳酸酯聚碳酸酯(PC)(PC)與與ABSABS的合金材料的合金材料 具備具備PCPC耐衝擊性和優良的耐候性及耐衝擊性和優良的耐候性及ABSABS的高流動性的高流動性 GE GE 與與 BAYER BAYER 為世界上兩大供應廠商為世界上兩大供應廠商 非鹵素型耐燃劑之環保材料非鹵素型耐燃劑之環保材料 應用範圍應用範圍 電腦外殼電腦外殼,電腦零件電腦零件,汽車內外部件汽車內外部件,通訊器材通訊器材 PC/ABS PC/ABS 工程塑膠工程塑膠優良的成形加工性優於 ABS：耐熱性、耐衝擊性

6、、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PCPC工程塑膠工程塑膠PC PC 聚碳酸酯聚碳酸酯(非結晶聚酯非結晶聚酯)Polycarbonate)PolycarbonateGE GE、DOW DOW、BAYER BAYER、帝人、出光、帝人、出光OOCOCCHCH33nPCPC工程塑膠特性工程塑膠特性耐衝擊性極佳透光率高(88%)成品收縮率低，尺寸安定性高易生殘留應力高吸溼性，低流動耐磨耗性差PCPC工程塑膠應用工程塑膠應用電腦外殼:光碟片:透明PC冰色P

7、CPMMAPMMA塑膠特性與應用塑膠特性與應用 特性特性:折射較小折射較小 1.491.49 透光率透光率 92%92%硬硬 度度 遠大于遠大于PCPC 應用應用:燈具燈具,照明器材照明器材,儀表盤儀表盤 光學玻璃光學玻璃,鏡鏡 片片手機鏡片光學器皿塑膠原料選擇要點塑膠原料選擇要點I I機械力學要求機械力學要求 力學強度力學強度:HIPSABSPC/ABSPCHIPSABSPC/ABSPC 沖擊強度沖擊強度:HIPSABSPC/ABSPCHIPSABSPC/ABSPC 注意事項注意事項:卡鉤卡鉤 螺柱螺柱 熱熔柱等熱熔柱等 耐熱性耐熱性 HDT:HIPSABSPC/ABSPC HDT:HIPS

8、ABSPC/ABSPC 注意要點注意要點:烤漆烤漆 環境溫度高低性環境溫度高低性 塑膠原料選擇要點塑膠原料選擇要點II II耐耐 化化 學學 試試 劑劑 耐耐 溶溶 劑劑 性性 溶溶 劑劑:酒精酒精 丙酮丙酮 天那水天那水 注意事項注意事項:烤漆烤漆,電鍍電鍍 (開裂開裂)耐燃等級耐燃等級 UL94:UL94:尺寸尺寸 及及 HB V-2 V-1 V0HB V-2 V-1 V0 注意要點注意要點:產品最薄外厚度及耐燃要求產品最薄外厚度及耐燃要求 塑膠原料選擇要點塑膠原料選擇要點III環保因素(Environment protection concern):非鹵素系耐燃劑 (Non-Haloge

9、n Flame Retardants)環保團體的要求 (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)黑點可能產生原因黑點可能產生原因(I)(I)料管中原先使用之材

10、料，於洗車清機過中，未完料管中原先使用之材料，於洗車清機過中，未完全全 被置換出，導致現行使用作業溫度較高之材料被置換出，導致現行使用作業溫度較高之材料時，時，因料管溫度上升，而使殘存於料管之原料因料管溫度上升，而使殘存於料管之原料（防火（防火 劑、添加劑等），無法承受此一溫度，而劑、添加劑等），無法承受此一溫度，而受熱裂受熱裂 解，此種情況通常發生於噴嘴處解，此種情況通常發生於噴嘴處.黑點可能產生原因黑點可能產生原因(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化，所產生之氧化與裂解；與各原料對金屬表

11、面間 之附著力亦不同等相關因素，日積月累，導致料管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。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，都將使上述問題熔點材料滯留。而停開機頻繁時，都將使上述問題 更加嚴重。更加嚴重。黑點可能產生原因黑點可能產生原因(III)原料的輸送或暫存區域受到污染。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

12、：其中常見之疏忽有下列四項：11中央供料系統之料筒中央供料系統之料筒 22直接立於成形機台上之料筒直接立於成形機台上之料筒 33現行作業人員更換原料時，僅以空現行作業人員更換原料時，僅以空 氣噴槍（氣噴槍（AIRAIR）噴離殘存料屑噴離殘存料屑 44粉碎料之粉屑，易帶靜電，吸附空粉碎料之粉屑，易帶靜電，吸附空 氣中之灰塵，且耐熱性較差。氣中之灰塵，且耐熱性較差。黑點可能產生原因黑點可能產生原因(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）受熱裂解。(三三)Conn

13、ect常用塑膠材料簡介常用塑膠材料簡介1.工程塑膠的基本概念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。性等，都是金屬所不及的。一般而言，一般工程塑膠耐溫大於一般而言，一般工程塑膠耐溫大於100100 ，高性能，高性能工程塑膠耐溫大於工程塑膠耐溫大於150150。2.2.工程塑膠特性工程塑膠特性優點優點缺點缺點結晶性結晶性耐化學藥品性結晶收縮翹曲耐熱性

14、吸水性流動性耐衝擊性非結晶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寸安定流動性 3.3.一般工程塑膠一般工程塑膠 英文縮寫英文縮寫英文縮寫英文縮寫 中文學名中文學名中文學名中文學名 商品名商品名商品名商品名 化學結構化學結構化學結構化學結構 PA6PA6PA6PA6聚己內醯胺聚己內醯胺尼隆尼隆6 6PA66PA66PA66PA66聚己二胺己二酸聚己二胺己二酸尼隆尼隆6666PBTPBTPBTPBT對苯二甲酸丁二對苯二甲酸丁二酯酯UltradurUltradur Crastin,etc Crastin,etcPOMPOMPOMPOM聚縮醛聚縮醛DuraconDuracon Delre

15、n Delren ,etc,etc1.1.1.1.結晶性結晶性結晶性結晶性 性能對比性能對比 4.4.高級工程塑膠高級工程塑膠 英文縮寫英文縮寫 中文學名中文學名 商品名商品名 化學結構化學結構 PA46PA46聚丁二胺對苯二甲酸Stanylm m-PA6T-PA6T聚己二胺對苯二甲酸Arlen HTN ,etcPA9TPA9T聚壬二胺對苯二甲酸PA9TPPSPPS聚硫化苯RYTON Fortron,etcSPSSPS對位聚苯乙烯QuestraXarec ,etc(1).(1).結晶性結晶性 (2).2).非結晶性非結晶性 英文縮寫英文縮寫 中文學名中文學名 商品名商品名 化學結構化學結構 P

16、EIPEI聚醚醯亞胺UltemPESPES聚醚石風RadelUltrasonGrafone,etc(3).(3).性能對比性能對比 5.5.各等級工程塑膠各等級工程塑膠HDTHDT之比較之比較6.連接器與塑料之關係在操作及製程溫度期間的熱安定性在操作及製程溫度期間的熱安定性材料的抗化學性材料的抗化學性結構設計結構設計抗張應力應變抗張應力應變韌性韌性成形性成形性填充物及添加劑填充物及添加劑燃燒性燃燒性變形變形(1).(1).熱要求熱要求 1)1)熱變形溫度熱變形溫度(HDTHDT)-)-評估其短程熱能力評估其短程熱能力 2)2)連續使用溫度等級連續使用溫度等級-評估其長期熱功能評估其長期熱功能

17、3)3)材料本身的熱膨脹係數材料本身的熱膨脹係數(CTECTE)-)-與與印刷電路板的熱膨脹係數相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近而搭配，熱膨脹速率不同則會引起翹曲,並且損壞焊接點並且損壞焊接點.4)4)熔點熔點(TmTm)及玻璃轉移溫度及玻璃轉移溫度(TgTg)-)-高分子從玻璃態轉變成橡膠高分子從玻璃態轉變成橡膠 態的溫度態的溫度,溫度高於其點溫度高於其點,尺寸安定及性質的安定性將降低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此全歸於成形應力的釋放而造成 高分子不可逆的膨脹高分子不可逆的膨脹.(2

18、).(2).抗化學性抗化學性 連接器連接器 Housing Housing的要求是能夠在寬廣的化學環境中的要求是能夠在寬廣的化學環境中,依然能依然能 發揮其功能發揮其功能.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 的清洗溶劑之侵蝕的清洗溶劑之侵蝕.(3).(3).抗潛變抗潛變 Housing Housing 材料在受荷重下的抗潛變能力來自端子在材料在受荷重下的抗潛變能力來自端子在Housing Housing 內之預先荷重力內之預先荷重力,也會影響到連接器長期的可靠度也會影響到連接器長期的可靠度,一般而一般而 言言,有較高熱變形溫度或彈性模數的高分子有較

19、低的潛變有較高熱變形溫度或彈性模數的高分子有較低的潛變.(4).(4).結構分析結構分析 *端子保持力端子保持力 *流道平衡流道平衡(5).(5).抗張應力應變抗張應力應變 提供材料在受負荷下響應的訊息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並且作為橈曲計算程應力的 基礎基礎,為了使連接器塑膠之設計的結構分析能有效執行為了使連接器塑膠之設計的結構分析能有效執行,設計者設計者 必須有在特定操作溫度下的應力應變曲線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或外插模擬在實際操作條件下之材料行為.(6).(6).韌性韌性

20、*無缺口之衝擊強度所顯現的是樹酯的韌性無缺口之衝擊強度所顯現的是樹酯的韌性,韌性對於連接器韌性對於連接器 之所以重要之所以重要,在於使用中能順應彎曲伸縮在於使用中能順應彎曲伸縮,特別是薄壁的地方特別是薄壁的地方 及扣環及扣環.(7).(7).模收縮模收縮 *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、流動方向度、流動方向.(8).(8).成形性成形性 *影響成形性因素影響成形性因素 1)1)流動難易流動難易 2)2)成形收縮程度及預測成形收縮

21、程度及預測 3)3)翹曲的傾向翹曲的傾向 4)4)製程中熱劣化的敏感性製程中熱劣化的敏感性 5)5)材料回收使用的能力材料回收使用的能力(9).(9).翹曲翹曲 *翹曲乃不同收縮的結果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其發生是在成形製程中內應力的釋 放所導致放所導致,不均衡的冷卻速率造成不均衡的收縮不均衡的冷卻速率造成不均衡的收縮,有著複雜有著複雜 模仁或尖角行為特色的設計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因有助於持熱而允許塑膠在此 區域有較慢而完整之結晶區域有較慢而完整之結晶,造成局部收縮的增加造成局部收縮的增加.另一原因是另一原因是 玻纖補強材之異向性導

22、致微差收縮所造成玻纖補強材之異向性導致微差收縮所造成(大多以大多以 END GATE END GATE DESIGN).DESIGN).(10).(10).添加物添加物 *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,抗抗 張強度、比重及使用溫度範圍將增加張強度、比重及使用溫度範圍將增加,然而延伸率、熱膨脹係數然而延伸率、熱膨脹係數 及收縮將減少及收縮將減少.(11).(11).燃燒性燃燒性 *在實際燃燒條件下在實際燃燒條件下,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這些測試並

23、非準確並且不可信任,燃燒性要視零件大小著火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難易、燃燒蔓延速度及產品的氧化程度而定.8.8.公司目前生產之手機連接器公司目前生產之手機連接器NOKIA 7PIN PLUG KITCustomer:廣宇廣宇 I/O 18POS PLUGCustomer:華冠華冠(1).QS Plug系列系列:2.QS Recep系列系列:I/O 18 PIN C0NNCustomer:華冠華冠15 POS PLUGCustomer:MOTOROLAI/O 17 PIN CONNCustomer:ACERI/O 2PIN CONN.Customer:SO

24、NY(2).QS Recep系列系列:I/O 18 PIN C0NNCustomer:華冠華冠15 POS PLUGCustomer:MOTOROLA I/O 10PIN CONNCustomer:MOTOROLAI/O 17 PIN CONNCustomer:ACERI/O 2PIN CONN.Customer:SONY I/O 15PIN CONNCustomer:MOTOROLA(四四)塑發室功能簡介塑發室功能簡介塑發室功能簡介塑發室功能簡介(Polymer Technology Application Center)(1)(1)材料檢驗分析材料檢驗分析材料檢驗分析材料檢驗分析(2)(2

25、)材料及應用研究材料及應用研究材料及應用研究材料及應用研究(3)(3)成形品問題解決與技術服務成形品問題解決與技術服務成形品問題解決與技術服務成形品問題解決與技術服務功能功能(1)材料檢驗分析材料檢驗分析 新試料檢驗評估新試料檢驗評估 材料標準之建立及塑料廠之認可材料標準之建立及塑料廠之認可 工程塑膠進料檢驗工程塑膠進料檢驗(IQC)各塑料廠品質鑑定各塑料廠品質鑑定功能功能(2)材料及應用研究材料及應用研究競競競競 爭爭爭爭 產產產產 品品品品 研研研研 判判判判 材材材材 料料料料 選選選選 擇擇擇擇 1)1)新新新新 產產產產 品品品品 開開開開 發發發發 2)2)舊舊舊舊 產產產產 品品

26、品品 改改改改 用用用用 新新新新 材材材材 料料料料材材材材 料料料料 應應應應 用用用用 發發發發 展展展展 1)1)新新新新 產產產產 品品品品 開開開開 發發發發 試試試試 料料料料 與與與與 成成成成 品品品品 試試試試 模模模模 2)2)新新新新 次次次次 料料料料 專專專專 案案案案工工工工 程程程程 資資資資 料料料料 庫庫庫庫 之之之之 建建建建 立立立立材材材材 料料料料 配配配配 方方方方 研研研研 發：競發：競發：競發：競 爭爭爭爭 力力力力 與與與與 量量量量 身身身身 定定定定 做做做做功能功能(3)成形品問題解決成形品問題解決 與技術服務與技術服務塑料問題諮詢塑料

27、問題諮詢 最佳干燥溫度時間最佳干燥溫度時間,合理模溫合理模溫,最佳冷卻時間等最佳冷卻時間等客戶段製程建議與改善客戶段製程建議與改善 SMTSMT溫度溫度,后處理溫度后處理溫度成形品及生產製程問題解決成形品及生產製程問題解決 應力開裂應力開裂,烤漆變形等烤漆變形等教育訓練教育訓練塑發室儀器簡介塑發室儀器簡介 基本性質基本性質(1)比重天平比重天平 功能功能 測試產品比重及重量阿基米德浮力原理阿基米德浮力原理 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 之水重比重與價格比重與價格 產品按體積計價,原料以重量計價 基本性質基本性質(2)高溫爐高溫爐 功功 能能:測試塑膠材料

28、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。其它基本性質基本性質(3)卡氏滴定法水分測試儀卡氏滴定法水分測試儀 功能功能 測試塑膠粒子或成形品中微量水分含量用途用途 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 評估乾燥設備基本性質基本性質(4)真空烘箱真空烘箱 功能功能 真空加熱乾燥 恆溫控制用途用途 工程塑膠粒加工 前乾燥 非移形測試基本性質基本性質(6)色差分光儀色差

29、分光儀 功能功能 讀取成品色彩學數據 明暗度 E,CIE L,a,b值 用途用途 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色差測試報告色差測試報告 基本性質基本性質(7)壓模機壓模機 功能功能 針對塑膠件外觀檢驗規 范,檢驗原料不純雜質用途用途 檢驗原料中不純 物含量及大小基本性質基本性質(7)壓模機壓模機 基本性質基本性質(7)壓模機壓模機 機械性質機械性質(1)萬能材料試驗機萬能材料試驗機 功能功能 抗拉強度 伸長率 抗折強度 抗折模數用途用途 評估塑料機械性質是否 符合產品設計強度需求 進料品質控制 機械性質機械性質(2)衝擊試驗機衝擊試驗機功能功能 測試塑膠材料

30、之 耐衝擊強度用途用途 產品外觀設計考量 裝配力量參考 進料品質控制 熱學性質熱學性質(1)DSC，熱示差掃瞄卡熱計，熱示差掃瞄卡熱計功能功能 1)熔融溫度 2)冷結晶溫度 3)結晶焓 4)玻璃轉化溫度 5)比熱 6)(熔融)結晶溫度用途用途 作為材料選擇時參考 成品結晶度分析 研判競爭對手使用材質 模流分析所需參數熱學性質熱學性質(2)TGA，熱重量分析儀，熱重量分析儀 功能功能 熱裂解溫度 裂解速度 灰份用途用途 材料熱裂解溫度測定 確認材料規格 作為成形加工參考 填充物含量比例熱學性質熱學性質(3)-熱變形溫度測試儀熱變形溫度測試儀(HDT)功能功能 測試塑料在0.45Mpa或1.80Mpa負 荷下之熱變 形溫度 測試塑料的Vicat軟化點溫度用途用途 評估工程塑料對SMT製程高溫的承受能力 評估塑料對使用環境變異的適應力熱學性質熱學性質(4)-毛細管流變儀 功能功能:測試塑膠流動性及粘度用途用途:塑膠原料在不同溫度及剪 切速率下粘度特性.提供材料最佳成型條件及 對制程異常現象進行分析 歡迎各位同仁到華南塑發室