塑膠概論

塑膠概論

塑膠的定義

※ 塑膠是一種人造的材料，利用化學的方法，合成一些與天然樹脂相類似的高分子聚合物，我們稱之為「合成樹脂」。

※ （美國塑膠工業協會）：「主要由碳、氫、氮及其他有機及無機元素所構成，在成品階段為固體，在製造過程中常是熔融狀的液體，因此可藉加熱使其熔化及加壓使其流動，而形成各種形狀。符合此敘述之材料族類中的任何一種，均可稱為塑膠。」

※ 美國材料試驗協會（ ASTM ）的定義：塑膠乃是一種高分子量有機物質形成的材料，它在製造過程中可以「流動」（ flow ），以完成製品的造形。

塑膠的基本特性

1 ‧質輕、比強度高、堅固耐用。

2 ‧優異的電絕緣性能。

3 ‧優良的化學穩定性能。

4 ‧減摩、耐磨性能好。

5 ‧透光及防護性能。

6 ‧減震、消音性能優良。

7 ‧耐熱性比金屬等材料差。

塑膠分類（依化學構造的性質）

1. 熱硬化性樹脂（ Thermosetting Resins ）有如雞蛋加熱固化後，再加熱也不會軟化熔融。例如：尿素樹脂（ Urea ）、三聚氰氨（ Melamine ）、鈕扣、開關、馬桶等。

2. 熱可塑性樹脂（ Thermoplastic Resins ）加熱後變如蠟般地解，回到常溫則恢復原先硬度，反覆加熱、冷卻也不會改變其本來性質。例如： ABS 、 PC 、 HIPS 、 PS 、 PE 、 PU 、 PVC 、 PP 、 POM 、 Nylon 、 Silicone 等。

高分子材料

聚丙烯 Polypropylene （ PP ）

1. 流動性差，充填不良有流痕形成，壓力不足，容易發生凹陷，需要高壓成形。

2. 光學用途時，透明度成問題，當異種材料混合時，須注意分解作用。

3. 成形性極佳、機械強度比 PE 高。

4. 耐水、耐藥品性、電氣絕緣性佳。

5. 容易發生變形，翹曲及低陷。

6. 有黏著性、為最輕的塑膠。

7. 比重低（約 0.90 ）、 FDA 級、透明性佳、不吸溼、價廉、耐熱及一般機械強度均不甚高、發泡倍率不高、印刷性較差。

8. 比重 0.9~0.92 ，成型收縮率 1.0~2.5 ﹪，熱變形溫度 57~63 ℃，加熱溫度 180~300 ℃。

－ CH 2 CH －

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CH 3

聚碳酸酯樹酯 Polycarbonate （ PC ）

1. 熔液粘度高，須使用高壓、高溫成形。

2. 殘餘應力容易發生斷裂。

3. 有廢料擠出。

4. 由於硬度較高，易損傷模具。

5. 透明、強韌、低溫安定性優。

6. 耐候性、耐光性、耐衝擊性、耐熱性、耐潛變性、 Creep 佳。

7. 高低溫之機械性佳。

8. 比重 1.2~1.5 ，成型收縮率 0.4~0.7 ﹪，熱變形溫度 120~146 ℃，加熱溫度 260~320 ℃

高密度聚乙烯 High Density Polyethylene （ HDPE ）

1. 收縮大，容易發生彎曲及變形。

2. 須要冷卻時間，成形能率不佳。

3. 成形品有低陷，須要強制脫模。

4. 成形收縮率受模具溫度之影響大，安定性不良。

5. 流動性良好，熱安定性佳，但分子配性強容易變形。

6. 比水輕、柔軟。

7. 不耐熱、接著印刷差。

8. 耐藥品、耐水性、電氣絕緣性佳。

9. 比重 0.91~0.97 ，成型收縮率 0.5~2.5 ﹪，熱變形溫度 32~95 ℃，加熱溫度 140~300 ℃

－ CH 2 -CH 2 －

丙烯晴 - 丁二烯 - 苯乙烯 Aerylonitrile Butadiene Styrene （ ABS ）

1. 屬乙烯類，乃一般普通料，較易成形。

2. 流動性、化學電鍍密著性及耐熱性佳。

3. 成形品性能安定。

4. 澆口部分之表面外觀及容易形成明顯之熔合線。

5. 乳白色、半透明。

6. 耐衝擊性比 PS 佳。

7. 由各聚合物組成比例之變化可得各種特性之 ABS 、機械強度與耐熱性在泛用塑膠中極為優秀、表面光澤、表面噴塗及電鍍性佳、具吸溼性、底色為黃色、一般成品均須染色。

8. 成型收縮率在 0.5 ﹪左右，加熱溫度 180~290 ℃

聚氯乙烯 Poly vinyl chloride （ PVC ）

1. 熱安定性不良，成型溫度與分解溫度範圍接近。

2. 流動性不良，外觀容易形成不良。

3. 會腐蝕模具。

4. 最易燒焦，產生酸性氣體。

5. 強度、電氣絕緣性、耐藥品性佳。

6. 加可塑劑會軟化。

7. 耐熱性不佳。

8. 具耐燃性、印刷性佳、不同配方有不同特性、應用範圍廣泛、價廉、環保衝擊大、加工溫度超過 190 ℃時會易發生裂解，而放出 HCI 腐蝕性氣體。

9. 比重 1.1~1.6 ，成型收縮率 0.1~0.5 ﹪

－ CH 2 -CH －

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C 1

PVC Resin 製造流程

乙烯法：【乙烯】混合【食鹽＋氯】→【 EDC 】→【 VCM 】→【 PVC 】（成本便宜）

電石法：【焦炭】混合【石灰石】→【電石】→【乙決】→【 VCM 】→【 PVC 】

聚氯乙烯 Poly vinyl chloride （ PVC ）

PVC Comound 之添加物

1. 安定劑：避免塑膠因受光、熱、空氣、溼氣而發生變色或劣化。

2. 可塑劑：增加塑膠的柔軟度（降低玻璃轉移點）。

3. 潤滑劑：增加流動性，易於成型且不黏模。

4. 著色劑：改變塑膠顏色。

5. 填充劑：降低成本（如加碳酸鈣）。增加物性（如加玻璃纖維，增加機械強度）。

6. 靜電防止劑：又稱靜電消除劑。

7. 發泡劑：產生內部氣泡，降低重量。

PVC 膠粒（ compound ）製造流程

【 PVC 粉】加【可塑劑】加【安定劑】加【填充劑】→【高速混合機】→【冷卻混合機】→【壓出機】→【切粒機】→【風冷輸送裝置】→【儲料桶】。

聚氯乙烯 Poly vinyl chloride （ PVC ）

軟硬度

歐美均以 Shore A 表示，越高則表示越硬。

台灣習慣用 Phrs 表示，越高則表示越軟。

EX_60 Phrs 即 100 ㎏ PVC 粉中，含有 60 ㎏的可塑劑，可合成 160 ㎏的 PVC compound 。

Polymerilization （重合度）用途

說 K 值越大，分子量越高，相對下流動越難，愈 Q （韌度愈高）。

K value （歐美用）； S （台灣用）； P （日本用）。

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