常見原料的物性及應用

2011年7月一.塑膠的優缺點優點：1.不生銹，不腐蝕；2.隔熱效果好；3.優良的絕緣性能；4.著色容易；5.成本低；6.能制作較復雜的形狀缺點：1.機械強度差；2.表面易刮傷；3.易燃燒；4.尺寸變異大.二.原料的特性

概述：

注塑成型材料即塑料,它可以是純的樹脂,也可以是加有各種添加劑的混合物.所加的這些添加料的目的是用來改善純樹脂的物理機械性能,改善加工性能或者為了節約樹脂.因此,塑料最基本的物理性質是由樹脂的性質所決定的.樹脂可分天然樹脂和人造樹脂,后者又稱合成樹脂.樹脂都屬高聚物,這些高聚物有獨特的分子內部結構與分子外部結構,高分子內部結構決定了高聚物最基本的物理性質,而高分子外部結構則決定高聚物的加工性能和物理機械性能.高分子的外部結構又稱聚集態結構.

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2.

塑料按其對熱作用的反應可分為熱塑性與熱固性塑料兩種:1)

熱塑性塑料的特點是加熱可以軟化,溫度繼續升高可以熔融,而冷卻時又重返固態.這一過程是可逆過程,可以反復多次用,目前我公司所用的塑料均屬熱塑性塑料.2)熱固性塑料(又稱電木)的特點是在某一溫度下能轉變成可塑性熔體,但如果繼續升溫,延長加熱時間,高分子內部將形成固化.而固化后的塑料即不能溶于溶劑,也不能用加熱的方法使其軟化到原始狀態,若繼續提高加熱就會發生分解,所以這是不可逆過程,是不能反復加工的。1.

熱塑性塑料按分子鏈之間在凝固后的結構形態

可分為非結晶性(無定型)與結晶性兩種:

1)

結晶性塑料在凝固時,有晶核到晶粒的生成過程,

形成一定的體態,常見的結晶性塑料有PP,PE,PET,PBT,PA,POM,PPS等;結晶性塑料具有很好的電氣性能和承受高溫和惡劣化學環境的能力.它有以下幾個特點:a.不透明b.成型收縮率大c.尺寸變化大d.耐熱性佳e.韌性佳,耐磨f.外觀油亮g.耐疲勞性h.填充材影響大.

2)

非結晶性塑料在凝固時,沒有晶核與晶粒的生長過程,只是自由的大分子鏈的“凍結”.

常見的非結晶性材料有:PC,ABS,PS,PMMA,PVC,PPO,LCP等.非結晶性塑料是聚合物鏈的隨意聯結,具有很好的機械性能(剛度,強度)和空間性能,它有以下幾個特點:a.透明性b.成型收縮率小c.尺寸穩定d.填充材影響小三.常用塑料的特性介紹

1.

ABS:化學名稱:丙烯睛---丁二烯---苯乙烯

ABS是一種被廣泛認可的工程材料,它具有卓越的流動性,韌性,尺寸穩定性和耐高溫性,其高抗沖擊性和阻燃性能滿足定制的標準,由于ABS是由(A和B和S)三種單體組成,三種單體的靈活搭配,讓特性定制成為可能,三種單體的優點如下:

丙稀脂具有:a.耐化學性b.抗疲勞性c.硬度和剛度d.熔體強度

丁二烯具有:a.低溫延性b.抗沖擊性c.熔體強度

苯乙烯具有:a.易加工性(流體);b.光澤度;c.硬度和剛度

規格：ABS727(電鍍級)；ABS757（一般級）；ABS758（透明級）；ABS765A(防火級)；ABS777(耐高溫)；

特性:具難燃特性之ABS,高流動性,符合UL94規范要求及八大重金屬檢驗之規范.

適用產品:計算器外殼及配件,電子產品,電動工具產品零件配件,電視機外殼,事務機器等.

2.POM:聚甲醛

POM是一種堅韌有彈性的材料，即使在低溫下仍有很好的抗蠕變特性、幾何穩定性和抗沖擊特性。POM既有均聚物材料也有共聚物材料。均聚物材料具有很好的延展強度、抗疲勞強度，共聚物材料有很好的熱穩定性、化學穩定性并且易于加工。無論均聚物材料還是共聚物材料，都是結晶性材料并且不易吸收水分。POM的高結晶程度導致它有相當高的收縮率，可高達到2%~3.5%。對于各種不同的增強型材料有不同的收縮率。POM具有很低的摩擦系數和很好的幾何穩定性，特別適合于制作齒輪和軸承。由于它還具有耐高溫特性，因此還用于管道器件（管道閥門、泵殼體），草坪設備等。3.

PC聚碳酸酯

PC樹脂具有無與倫比的抗沖擊性,卓越的尺寸穩定性和水晶般的透明度,它是一種具有優良的機械,光,電和熱學特性的無定形工程材料.借助于眾多不同的添加劑,例如紫外穩定劑和脫模劑,PC樹脂可以擴展到符合FDA標準,高流動性和玻璃纖維增強的牌號.

PC具有以下特性:

1)

高沖擊強度

2)

內在的水晶般的透明性

3)

產品純度,粘滯性,耐久性

4)

耐高溫性-RTI高達125

5)

在高溫環境下的尺寸穩定性

6)

色彩豐富-透明,半透明和不透明均有

7)

耐燃性

8)紫外線穩定性

PC料的典型用途包括以下幾種:

1)

計算機外殼及周邊設備

2)

光學鏡片,矯正用護目鏡,太陽鏡

3)

保健產品

4)

水瓶外殼

5)

移動電話外殼

6)

電子設備外殼

7)電器外殼

4.

PMMA(壓克力)(有機玻璃)

化學名:聚甲基丙烯酸甲酯

PMMA的特性如下:

出色的光學性質,造明性好

PMMA材料適用于光學領域,具有其它材料無與倫比的透明性.其產品光澤鮮艷,可任意著色.

適用樹脂的全光線透射系數的比較:

樹脂

全光線透射系數(%)

PMMA93PC87PS89PVC841)

出色的耐氣候性

PMMA材料長期暴露于日光中,光學性能和機械性能幾乎不會減弱.

2)

出色的耐擦傷性

PMMA制品表面不易被劃傷,能持久保持鮮艷的光澤

3)

質輕且結實(重量僅為無機玻璃的一半)

4)

出色的耐腐蝕性.(對我們日常生活中的大多數藥品具有抗腐蝕性)

5)

環保樹脂(可無顧慮地用作食品容器,醫療器材,回收再利用性好)

PMMA料的典型用途如下:

車輛,照明,光學產品,家電,鏡頭,雜貨,臺式計算機與筆記本計算機用導光板

5.

PC+ABS

PC+ABS樹脂是PC與ABS的混合物,PC+ABS可以被定制,來滿足特殊的性能要求,以獲得性能,成本,可加工性的最佳平衡,用于汽車車身壁板和儀表板,計算器外殼和移動電話,這種合金共混物具有以下特點:低溫延展性,優異的抗沖擊,耐高溫性和卓越的美感.

PC+ABS的特性如下:

1)

機械性能的卓越平衡

2)

低溫時也具備的高沖擊強度

3)

室內紫外線穩定性

4)

高達185°F(85℃)的相對熱指數

5)

耐燃性(UL945VB)

6)

色彩范圍廣泛

7)易于注塑和擠塑加工

PC+ABS的典型應用有:

1)

汽車儀表板

2)

需要高沖擊強度,尺寸穩定性和耐高溫性能的汽車外部車身壁板及內部組件

3)

需要耐高溫,耐燃性和紫外線穩定性的臺式計算機,復印機,打印機和筆記本計算機外殼

4)

需要具備UL額定值及厚壁設計的計算機監視器

5)量輕和薄壁設計極為重要的個人傳呼機和便攜式通訊設備外殼

6.PA尼龍

PA的機械性能中如抗拉抗壓強度隨溫度和吸濕量而改變，所以水相對是PA的增塑劑，加入玻纖后，其抗拉抗壓強度可提高2倍左右，耐溫能力也相應提高，PA本身的耐磨能力非常高，所以可在無潤滑下不停操作，如想得到特別的潤滑效果，可在PA中加入硫化物。

合適的塑料產品：各種齒輪，渦輪，齒條，凸輪，軸承，螺旋槳，傳動皮帶

其它：收縮率1-2%需注意成型后吸濕的尺寸變化。

吸水率100%，相對吸濕飽和時能吸8%

合適壁厚：2-3.5mm

PA66疲勞強度和鋼性較高，耐熱性較好，摩擦系數低，耐磨性好，但吸濕性大，尺寸穩定性不夠。

應用：中等載荷，使用溫度<100-120度無潤滑或少潤滑條件下工作的耐磨受力傳動零件。

7.PP

聚丙烯

優點：1.剛硬有韌性.抗彎強度高,抗疲勞、抗應力開裂

2.質輕

3.在高溫下仍保持其力學性能

缺點：1.在0℃以下易變脆

2.耐候性差

應用范圍：化工容器、管道、片材，泵葉輪、法蘭、接頭，繩索、打包帶，紡織器材，電器零件，汽車配件

8.PPO聚苯醚

優點：1.綜合性能優良,耐水蒸氣及尺寸穩定性優異并有優良的電絕緣性能

2.硬度比尼龍、聚碳酸酯、聚甲醛高,蠕變性小

3.對酸堿幾乎不起作用

缺點：1.成型流動性差2.價格高應用：電子儀表、汽車、機械設備零件。

9.PE

聚乙烯

最輕的塑料之一，半透明白色狀，結晶性材料，屈服能力高但不易回復，優良的介電性能，透水率低耐水性好，化學穩定性高，使用溫度可達80-100度摩擦性能和耐寒性好，但機械強度不高，質軟，成型收縮大，表面不易粘貼，印刷。

合適的塑料產品：一般電纜的包皮，耐腐蝕件，表面涂層。

HDPE:膠袋，日用品水桶，電線，玩具，建材。

LDPE:膠袋，膠花，玩具，高頻電線。

其它：收縮率1.5-4.0%合適的薄厚1.0-2.5mm。溢邊值0.02mm

10.

PVC軟質聚碌乙烯

質柔軟耐摩擦，撓曲，彈性良好，吸水性低，易加工成型，有良好的耐寒性和電氣性能，化學穩定性強，耐焰自息，消聲減震能制各種鮮艷而透明的制品，硬質PVC機械強度較高。但使用溫度低(-15--+55度)。

合適的塑料產品：通常制成管，棒，薄板，絕緣包皮，表面軟性包皮。

家庭用品，文具，包裝材料，運動器材，水管等。

其它：收縮率硬質1-1.5%軟質2-2.3%合適的薄厚2-3.5mm。本色：灰色

11.

PBT

對苯二甲酸乙丁二酸酯

具優良的抗沖擊性能，摩擦系數低而耐磨，磨損僅為POM的1/4尺寸穩定性好，吸濕性小，冷卻時間短，耐一般溶劑，會水解。

其它：收縮率1.7-2.3%，48小時后仍有0.05%的收縮

合適壁厚：1.5-4mm

應用：要求潤滑性及耐腐蝕的一些部件。齒輪，軸承，螺旋槳，泵殼等

12.PS聚苯乙烯大多數商業用的PS都是透明的、非晶體材料。PS具有非常好的幾何穩定性、熱穩定性、光學透過特性、電絕緣特性以及很微小的吸濕傾向。它能夠抵抗水、稀釋的無機酸，但能夠被強氧化酸如濃硫酸所腐蝕，并且能夠在一些有機溶劑中膨脹變形。

收縮率：在0.4~0.7%之間。

應用：產品包裝，家庭用品（餐具、托盤等），電氣（透明容器、光源散射器、絕緣薄膜等）。

塑料材料的選用

1.機械

受應力的形式和大小，負荷的形式和時間，抗疲勞要求，允許的變形，超負荷和意外受力情況，抗沖擊要求等。

2.熱

正常的工作溫度，最高和最低的工作溫度。

3.環境

接觸溶劑和各種蒸汽的情況，與酸鹼等化學反應，吸水情況，受紫外線和環境氧化影響，受砂，雨水侵蝕，受霉菌，微生物影響等情況。

4.毒性

阻燃性，色粉，添加劑或分解過程中的毒性。

5.外觀

透明度，表面色澤的一致和持久性。尺寸允許誤差和尺寸穩定，重量因素。

6.生產

加工工藝的選擇，裝配方法，修剪和二次加工，質量控制和監督。

7.經濟

材料成本，模具成本，加工機械成本，輔助設備成本，操作成本，機械維修成本等

8.法規

安全規定(阻燃，食品，醫藥),工業規定(汽車工業，電子工業等)

玻璃纖維增強塑料

用玻璃纖維作為增強填充料的塑料的強度，耐熱性，電性能，耐化學腐蝕性，都有很大提高。改善了塑料本身的物理性能和機械性能（如耐熱性低，纖膨脹系數大，尺寸穩定性差等缺點。）效果顯著的有增強尼龍。PE,PC,PS,PP等亦有較明顯改善。

應用：受力，耐熱的結構件.傳動件等。

塑料用添加劑

添加劑可在加工過程中改善塑料的工藝性能，影響加工條件，提高加工效率，亦可，改進制品的性能，提高使用壽命。一般都含有，抗氧化劑，和潤滑劑。依據不同的用途，可加入光穩定劑，阻燃劑，發泡劑，著色劑，增塑劑，熱穩定劑，抗靜電劑，填充劑，防霉劑，核化劑，流量改良劑。

常用塑料識別方法

名稱