塑料胶材料.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,PPT,文档演模板,Office,PPT,07 六月 2025,塑料胶材料,大綱,什么是塑料,塑料的分類,熱塑性塑料,添加劑/填充劑/補強劑,連接器系列塑料特性,比比看,一.什麼是塑料,塑料(plastics)是一种简单的单体(monomers)经由化学聚合反应(polymerization)而成的长链状高分子聚合物(polymers).,美国塑料工业协会的定义:将全部或部分由碳&氧&氢&氮及其它有机或无机元素使用加热&加压OR两者并用的方式聚合而成,在制造中的阶段是液体,在制造的最后阶段成为固体,此庞大而变化多端的材料族群称为塑料.,可以泛指聚合物或树脂,塑料一般是指添加了塑化剂&安定剂&填充料或是其它改善性能及成形性之聚合物系统,还包括橡胶&纤维&黏着剂&表面涂料.,当 R=H,为聚乙烯;当 R=CH3,为聚丙烯;当 R=C6H5,为聚苯乙烯;当 R=Cl,则成为聚氯乙烯.高分子材料的分子量通常为10,000 1,000,000,分子量愈大,愈增加成形的困难度,200,000为合理的成形上限.,簡單的高分子材料呈鏈狀結構,其中最重要的是,乙烯基高分子(vinyl polymer),了解即可,高分子聚合物的分子鏈可以看作成一重復單體長鏈,加上主要分子鏈旁枝的化學基,塑料的組成,了解即可,分子鏈的影響力,聚合物分子链的结构、规模大小、化学成分都直接影响聚合物的化学性质与物理性质。,塑料高分子还受到机械加工制程与热历程影响。,例如，聚合物熔胶的黏滞性（亦即流动阻力）随着分子量增加而增加，随着温度上升而降低。玻璃转移温度、机械性质、耐热性、耐冲击性亦随着分子量增加而提高。,此外，作用于材料的高剪应力所造成的整齐分子链配向性也会降低聚合物熔胶的黏滞性。就分子量分布而言，短分子链影响拉伸及冲击强度，中分子链影响黏滞性及剪切流动性质，长分子链影响熔胶之弹性。,比如:顯微鏡下PA46/PA66的分子鏈結構很不相同,尼龍66與尼龍46結晶狀態圖形比較,PA46,結晶,PA66,結晶,PA46與PA66分子結構模擬圖差異性,PA 46,PA 66,結果,單PA46&PA66剛性維持率差異就很大,塑料的一般特性,低强度与低韧性(玻纤强化塑料则可以达到高强度与高韧性),原料丰富,价格低廉,有最高使用温度限制,色彩鲜明,着色容易,受外力作用时会产生连续变形(潜变现象),易加工程复杂形状(i.e.容易成形,可以量产.),低密度(i.e.重量轻,塑料比重0.92,铝2.7,铁7.8),耐腐蚀性佳,良好的绝缘性和隔热性,可以具有其它特殊性质,例如透明性&可弯曲性等,塑料/金屬/陶瓷之特性比較,特性,优点,缺点,低熔点,容易加工成形,使用温度范围窄,高拉伸率,Low brittleness,高潜变强度和低降伏强度,低密度,成品轻,结构强度低,低热传导性,隔热性佳,散热性差,低导电性,优良的绝缘体,不导电,着色容易,不必在成品着色,颜色比对不易,溶剂之敏感性,可应用为溶液(solution),可能被溶剂(solvent)影响,可燃性,废料可以燃烧,可能产生烟害(fumes or fire hazards),透光性,可以产生透明塑件,因阳光照射而劣化,了解即可,二.塑料的分類,按受熱特性分,熱固性塑料(thermosets),熱塑性塑料(thermoplastics),按用途分,通用塑料,工程塑料,熱塑性塑料和熱固性塑料比較,微结构,线性或分枝分子链,分子间无化学作用,化学反应后,分子链产生交联网状结构,对热的反应,可以再软化（属于物理相态变化）,无裂解时,交联后无法再软化,一般性质,较高的耐冲击强度,加工较容易,对复杂设计有较佳的适应性,较好的机械强度,较好的尺寸稳定性,较佳的耐热性及湿气绝缘性,了解即可,三.熱塑性塑料,按分子鏈結構分類,不定形(amorphous)塑料,半结晶(semi-crystalline)塑料,液晶(liquid crystalline)塑料,不同塑料的微结构及制程中加,熱或冷卻对于为结构的影响,不定形塑料與結晶性塑料的結構與性質之比較,不定形塑料,结晶性塑料,常用的材料,ABS,压克力（例如PMMA、PAN）,PC,PS,PVC,SAN,POM,耐隆(PA),PE,PP,PPS,热塑性聚脂(例如PBT、PET),LCP,微结构,分子在液相和固相都呈现杂乱的配向性。,分子在液相呈现杂乱的配向性，在固相则形成紧密堆砌的晶体。,热之反应,具有软化温度范围，但没有明显的熔点。,具有明确的熔点。,性质,透明,抗化学性差,成形时体积收缩率低,通常强度不高,一般具有高熔胶黏度,热含量低,半透明或不透明,抗化学性佳,成形时体积收缩率高,强度高,熔胶黏度低,热含量高,了解即可,DSM,依,HDT,分,類,的,結,構,工程塑膠成型（連接器成形的例子）,四.,添加劑/填充劑/補強劑,添加剂(additives)/填充料(fillers)/补强料(reinforcements)是用来改变或改善塑料的物理性质和机械性质,因为纤维的配向性随着流动方向、肉厚方向、缝合线位置而变化，为了预测塑件的性质，预测这些配向性就愈显重要,填加劑的影響力,填,加剂,常用村料,对聚合物性质的影响,强化纤维,碳素、碳、矿物质纤维、玻璃、kevlar,增加拉伸强度,增加弯曲模数(flexural modulus),提高热变形温度,提升抗收缩与抗翘曲能力,导电性填充料,铝粉、碳纤维、石墨,提高电气性质,提高热传导性,耦合剂,Silanes、titanates,改善聚合物与纤维界面之键结力,抗燃剂,氯、溴、硫、金属盐,降低燃烧发生率及扩散速度,混合填充料,碳酸钙、硅、黏土,降低材料成本塑化剂,单体液体、低分子量材料,改善熔胶的流动性,加强挠曲性,着色剂（色料或染料）,金属氧化物、铬酸盐、碳黑,提供耐久的颜色,防止热裂解或紫外线造成裂解,发泡剂,气体、氮复合物、联氨衍生物,造成孔穴组织以降低材料密度,了解即可,環保的壓力,相關法令:,WEEE,ROHS,美國加州禁鉛令,(65號法案),Azo偶氮禁止指令,京都議定書,日本JPGSSI,客戶要求:,SONY,SS-00259,DELL,6T198A04-00,PIONEER,GGP-001,Philips,AR17-5051-126,Microsoft,H00594,了解即可,五.連接器系列塑料特性,PBT,PPS,PA46,PA9T,PA6T,LCP,PBT,特性,結晶快速,易成型,玻纖強化,機械強度佳,吸水率低,尺寸安定性佳,磨擦系數低,耐磨耗,耐化學品/熔劑/耐候性佳,彎曲蠕變性質佳,可制成難熱級,符合94V-0要求,介電強度高,電氣性質佳,可以使用超音波熔接,組立加工容易,缺點,易脆,所以要檢測抗折力,耐疲勞性差,不能用于薄壁成型,熔點225 C,不能用于無鉛制程,相關資料,新料廠商:長春,次料廠商:新光,用于產品:多合一系列,新料型號:CCP 4830-104G BK,價,格,低,廉,別人都優,PBT標準物性,物性,單位,ASTM,4830,機械性質,引張強度Tensile Strength,kg/cm,2,D638,1100-1400,引張伸長率 Tensile Elongation,%,D638,4-4.5,撓曲強度F lexural strength,kg/cm,2,D790,1500-2300,撓曲彈性率Flexural Modulus,kg/cm,2,D790,70000-100000,IZOD衝擊強度 IZOD impact Strength(切口1/4),kg-cm/cm,D256,7.0-13.0,硬度 Rockwell Hardness,M-Scale,D785,94,熱學性質,融點Melting Point,.,c,DSC,225,熱變形溫度HDT(18.6kg/cm,2,),.,c,D648,208,熱變形溫度HDT(4.6kg/cm,2,),.,c,D648,220,線膨脹系數 Coef.of Linear Thermal Expansion,10,5,cm/cm,.,c,D696,3,耐燃性 Flammability(1/32),_,UL94,V-0,了解即可,PBT標準物性,電氣性質,誘電率Dielectric Const,60HZ,D150,3.5,誘電正接Dielectric Dissipation Factor,60HZ,D150,0.001,體積抵抗率Volume Resistivity,-cm,D257,10,16,表面抵抗率Surface Resistivity,D257,10,14,絕緣破壞強度Dielectric Strength(2mm),KV/mm,D149,23,耐電 弧性ARC Resistance,Sec,D495,100,物理性質,比 重Specific Gravity,_,D792,1.58-1.64,吸水率Water Absorption(24hrs immersion),%,D570,0.03,成形收縮率Shrinkage,%,D955,0.2-1.4,玻璃纖維含量Glass Fiber Content,%,ASH,30,系列區,-,-,強化難燃級,了解即可,PPS,特性,耐熱,性好,尺寸穩定性佳,成形性好,耐化學藥品,性/,除Teflon(PTFE)外,難燃,性達到94V-0,價格適中,缺點,易跑毛邊/脆性大,熔點低,不用于無鉛制程,限量供應,相關資料,廠商:寶理,適用產品:FPC0.5I代等,廠商型號:1140A6,PA9T,缺點,薄壁成型困難,相關資料,廠商:允拓/華立代理,適用產品:FPC后蓋等,廠商型號:GN2330等,特性/尼龍共性,在大於80以上的環境可維持卓越的剛性(低潛變),良好的長期耐熱性質(5000小時的連續使用溫度為170),良好的耐磨耗性質及耐磨擦特性,在不同的使用溫度下具有良好的韌性水準,在高溫時具有良好的抗疲勞特性,耐化學藥品、油類及耐水解,PA6T,缺點,薄壁成型困難,大部分熔點低,不利于無鉛制程/E430N除外,相關資料,廠商:ARLEN,適用產品:SATA等,廠商型號:E430N系列等,特性/尼龍共性,在大於80以上的環境可維持卓越的剛性(低潛變),良好的長期耐熱性質(5000小時的連續使用溫度為170),良好的耐磨耗性質及耐磨擦特性,在不同的使用溫度下具有良好的韌性水準,在高溫時具有良好的抗疲勞特性,耐化學藥品、油類及耐水解,LCP,特性,具有自已補強的效果,優異的振動吸收特性,線膨漲率小,優越的耐熱性,不加難燃劑亦屬自消火性,優異的耐藥品性,成形收縮率小,溶融粘度低,不易產生毛邊,薄壁成型/翹曲低等,缺點,價格貴,相關資料,廠商:住友/華立代理,適用產品:CARD類等,廠商型號:E6810-MRB等,LCP特性展開,具有自已補強的效果,這種材料當成形時,其分子鎖會隨著流動方向而配列,這一方向的強度、彈性率會呈現出很大的值.縱然是不填加補強劑的品級,也受這种配向的影響,產生自己補強的效果.可以得到在其他材料則須以玻璃纖維或碳纖維補助方能達到相同程度的強度或彈性率,優異的振動吸收特性,雖然彈性率高,亦有非常優異的振動吸收特性.這種特徵在其他樹脂是少有的.,了解即可,LCP特性展開,線膨漲率小,特別是在流動方向的線膨漲率非常小,大約在1*10-5cm/cm/.是其他塑膠材料的十分之一,與金屬很接近.有些品級其流動方向的膨漲率甚至呈負數,這種與以往的材料(包含金屬、非金屬)完全相異的現象,特別引入注目.可以利用填充材料的種類、數量的變化,設計出在某些範圍內,達到所希望膨漲率的品級,優越的耐熱性,因具有精密的結晶構造,雖然融點比較低,但仍具有很高的熱變形溫度(依品級之不同在190250之間)連續使用溫度(200220),焊接耐熱性(260 10秒280 10秒),了解即可,LCP特性展開,不加難燃劑亦屬自消火性,臨界氧氣指數約30%,UL規範中屬於V-0.,優異的耐藥品性,精密的結晶構造,使更具有耐藥品性.幾乎沒有任何有機溶劑可以溶解LCP,也不受大部份的酸或鹼所侵蝕.,成形收縮率小,LCP雖然是屬於結晶性樹脂,但是成形收縮率卻是非常小,也是它的特徵之一.它在溶融狀態呈有結晶性,不像一般的結晶性塑膠,從無定形的融溶狀態為固化時,而引起體積縮小的情形,是它收縮率小的理由之一.,了解即可,LCP特性展開,溶融粘度低,LCP在溶融時,因分子間的關連性很少,所以流動阻力小,溶融粘度值非常低.也就是說可以用一般塑膠材料數分之一的射出壓力,即可成形,一般的成形設備即可成形,某些超級工程塑膠,其融點及溶融粘度非常高,有時候須要有特殊的成形機,或模具方能成形.LCP則用一般成形設備就可以加工成形,不易產生毛邊,因固化速度很快,雖然流動性很好,但也不易產生毛邊,了解即可,PA46,特性/尼龍共性,在大於80以上的環境可維持卓越的剛性(低潛變),良好的長期耐熱性質(5000小時的連續使用溫度為170),良好的耐磨耗性質及耐磨擦特性,在不同的使用溫度下具有良好的韌性水準,在高溫時具有良好的抗疲勞特性,耐化學藥品、油類及耐水解,缺點,吸水性很差,部分型號翹曲大,相關資料,廠商:DSM,適用產品:FPC/LVDS等,廠商型號:TS250F8等,與其它高性能材料的比較,PA46,部分結晶,Tm(,熔點,)=295C,CUT(,連續使用溫 度,)=170C,HDT(,熱變形溫度,)=290C,在熔點之前仍保持良好的剛性,(70%,結晶度,.),高韌性,高流動性,快速結晶速率,潮濕吸水性,PPS,部分結晶,Tm=285C,CUT=200C,HDT=260C,易脆,多毛邊,高的耐化學性。,LCP,部分結晶/液晶,Tm=280-350C,CUT=240C,HDT=240-280C,單向流動,高流動性,低分模線強度,PCT,部分結晶,Tm=290C,CUT=180C,HDT=250C,易脆,加工過程易因材料乾燥不足物性變差,。,PA46特性展開之剛性維持率,了解即可,低潛變性,了解即可,在高溫之下維持良好的物性,了解即可,優異的韌性,了解即可,卓越的抗拉強度,了解即可,優異的耐疲勞性,了解即可,優異的流動性(如同 LCP),了解即可,在高潮濕環境下高吸濕性,了解即可,六.比比看,Unit,Test,metod,Genestar,比較材料,規格,(ASTM),G2330,PA6T,PA46,PPS,LCP,LCP,型號,標準級,低翹曲,玻璃纖維含有量,33,30,40,40,30,40,物理性質,比重,g/cm3,1.68,1.61,1.68,1.67,1.62,1.74,吸水率(105F40/95%RH/96hrs),0.9,2.6,3.6,0.06,0.04,0.04,耐燃性,UL94,V-0,V-0,V-0,V-0,V-0,V-0,熱的性質,融點,-,306,310,295,280,-,-,玻璃轉化點,-,125,85,60,90,-,-,熱變形溫度(1.82MPa),D648,285,285,285,265,280,280,繼續比,Unit,Test method,Genestar,比較材料,規格,(ASTM),G2330,PA6T,PA46,PPS,LCP,LCP,型號,標準級,低翹曲,玻璃纖維含有量,33,30,40,40,30,40,機械性質,伸張強度,(,降伏點,),MPa,D638,185,175,163,208,139,127,伸延斷裂,(,破斷點,),D638,3.1,2.8,2.8,2.5,2,1.7,結合線強度,MPa,D638,45,54,57,67,22,16,結合線延伸率,D638,0.5,0.7,0.7,0.7,0.2,0.2,彈性強度,MPa,D790,222,222,223,257,160,156,彈性模數,GPa,D790,11,10,12,13,13,11,IZOD 衝擊強度,J/m,D256,100,90,90,80,90,44,流動性(610F320/0.5mmt/750kgf),mm,66,55,62,（590）,31,91,（645F）,94,（645F）,洛氏硬度,R scale,D785,125,125,125,123,再來比,Unit,Test,method,Genestar,比較材料,規格,(ASTM),G2330,PA6T,PA46,PPS,LCP,LCP,型號,標準級,低翹曲,玻璃纖維含有量,33,30,40,40,30,40,電氣特性,介電強度,MV/m,D149,30,28,24,24,30,30,體積固有電阻,.cm,D257,10-16,10-15,10-15,10-15,10-16,10-16,碳跡指數,V,IEC-CTI,550,400,225,175,175,175,介電常數,D150,3.7,3.7,4.1,3.5,3.4,3.4,介電損失,D150,0.012,0.012,0.015,0.001,0.028,0.028,尺寸特性-成形收縮率,流動方向(1mmt),0.1,0.1,0.1,0.04,0.1,0.05,垂直方向(1mmt),0.6,0.7,0.7,0.50,0.7,0.3,Question?,