聚合物(polymer),又可称为高分子或巨分子(macromolecules),也是一般所俗称的[塑料](plastics)或树脂(resin).所谓[塑料],其实它是[合成树脂]中的一种,形状跟天然树脂中的[松树脂]相似,但因又经过化学的力量来合成,而被称之为[塑料].
根据美国材料试验协会所下的定义,[塑料]乃是一种以高分子量有机物质为主要成分的材料,它在加工完成时呈现固态形状,在制造以及加工过程中,可以藉[流动](flow)来造型.因此经由此说明我们可以得到以下几项了解:
1它是高分子有机化合物
2它可以多种型态存在例如液体固体胶体溶液等 3它可以成形(moldable)
4种类繁多因为不同的单体组成所以造成不同之塑料 5用途广泛产品呈现多样化 6具有不同的性质
7可以用不同的加工方法(processing method )
聚合物是由许多较小而结构简单的小分子(monomer),藉共价键来组合而成的.聚合物的种类繁多,一般若是以对热之变化来分类,它可以分为两大类:
1热固性塑料(Thermoset plastics ):指的是加热后,会使分子构造结合成网状型态.一但结合成网状聚合体,即使再加热也不会软化,显示出所谓的[非可逆变化],是分子构造发生变化(化学变化 )所致. 2热塑性塑料(Thermo plastics ):指加热后会熔化,可流动至模具
冷却后成型,再加热后又会熔化的塑料;即可运用加热及冷却,使其产生[可逆变化](液态←→固态),是所谓的物理变化.
热塑性塑料又可再区分为泛用塑料`泛用工程塑料`高性能工程塑料等三类.以下以不同的表`列式来作说明:
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丙烯腈-- 丁二烯 - 苯二烯(ABS)共聚物 结构式 性质 丙烯腈提供耐热及抗化性,丁二烯提供韧性及耐冲击性,苯乙烯提供挺性及加工性 1、坚硬,易押出 2、易染色 优点 3、难燃 4、耐冲击 5、表面性佳 1、耐溶剂性差 缺点 2、低介电强度 3、低拉伸率 用途 把手、外壳、行李箱、冰箱衬垫、家电制品
聚乙烯(PE) 结构式 LDPE容度为0.910~0.925g/cm3 性质 MDPE容度为0.926~0.940g/cm3 HDPE容度为0.941~0.965g/cm3 1、柔软、无毒 2、易染色 优点 3、耐冲击(-40°C~90°C) 4、耐湿性 5、耐化性 1、不易押出 缺点 2、热膨胀系数高 3、不易贴合 4、耐温性差 用途 家庭用品、绝缘体、胶管、胶布、胶膜、容器
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聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 结构式 性质 非晶体聚合物,92%光线穿透率,热变性温度介于74°C~102°C间 1、高光学透明性 优点 2、耐候性佳 3、刚性佳 4、易染色 1、耐化性差 缺点 2、长期时用温度最高93°C 3、应立集中处,较易碎化 用途 灯罩、窗玻璃、标示牌、光学透镜、硬式隐形眼镜、汽车零件
聚丙烯(PP) 结构式 性质 极轻之塑料,密度仅为0.9g/cm3 加工性质毋须预热干燥 1、易染色 2、耐湿性佳 优点 3、耐化性佳 4、高铰链特性 5、耐冲击性 1、复杂之异形押出不易 缺点 2、易被紫外线分解 3、不易接合 4、易氧化 用途 水管、胶膜、胶布、电线蔽护材料、容器、汽车保险杆、仪表板、铰链
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聚苯乙烯(PS) 结构式 性质 非晶体聚合物,成型后收缩率小于0.6 低密度特性使产量大于一般料之20%到30% 1、成本低 优点 2、透明可染色 3、尺寸安定特性 4、高刚性 1、碎裂性高 缺点 2、抗溶剂性差 3、耐温差 用途 文具、玩具、电气用品外壳、保丽龙餐具
聚氯乙烯(PVC) 结构式 性质 未加可塑剂前,PVC为一坚硬之塑料,耐湿性佳,但亦被酮类、酯类溶剂分解 1、尺寸安定性佳 优点 2、低成本 3、耐候性佳 4、加不同比例之可塑剂,可轻易调整软硬度 1、耐化性差 缺点 2、耐温性差 3、密度较一般塑料类为高 4、热分解后会产生氯化氢 用途 薄板、胶膜、容器、人造皮、地板材料、收缩膜、管材、玩具
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聚酰胺(PA、尼龙Nylon) 结构式 [NH(CH2)m NHCO(CH2)n-2CO] 性质 结晶性热可塑性塑料,有明显熔点,Nylon6 Tm为220~230℃,Nylon66则为260~270℃,Nylon本身 具吸水基故有吸水性,成形前须干燥,温度过高干燥则尼龙粒变色 1、具高抗张强度 2、耐韧、耐冲击性特优 优点 3、自润性、耐磨性佳、耐药品性优 4、低温特性佳 5、具自熄性 缺点 尼龙吸湿性高、长期尺寸精密度及物性受影响。 电子电器:连接器、卷线轴、定时器、护盖断路器、开关壳座 用途 汽 车: 散热风扇、门把、油箱盖、进气隔栅、水箱护盖、灯座 工业零件:椅座、自行车输框、溜冰鞋底座、纺织梭、踏板、滑输
饱和聚酯对苯二甲酸乙酯(PET) 结构式 为结晶性热可塑性塑料,具明显熔点245~260℃,在室温下有优良之机械性能及耐摩擦、磨耗性质 性 能。但因Tg低所以其热机械性能差,一般都添加玻纤以提高耐热及机械性能,此类称FR-PET。 1、尺寸安定性佳 2、机械性能优异 3、潜变性小 优点 4、电气特性佳 5、耐候性优 6、耐有机熔剂、油及弱酸 7、耐气性耐水性好 8、具自熄性 1、机械性质具有方向性、流动性较高 缺点 2、结晶速度较慢 3、干燥及加工条件要求严格 电子电器:断电器、整流器、线轴、吹风机风口、线轴灯罩 用途 汽 车: 电装组件、挡泥板、煞车器把手 工业零件:冷却风扇把手 第6页共13页
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饱和聚酯对苯二甲酸丁酯 ( PBT ) 结构式 性质 为高结晶性热可塑性塑料,熔点220~230℃,结晶速率比PET快。 1、机械性质安定抗张强度与抗张模数和尼龙相似 2、摩擦系数小有自润性 优点 3、吸水率低 4、电气性质优良 5、尺寸安定性良好 6、耐药品性、耐油性极佳 缺点 1、Tg(30℃)低,在荷重下H.D.T.为60℃ 2、抗冲击强度不良,一般以玻纤补强为FR-PBT来使用 电子电器:无熔线断电器、电磁开关、驰返变压器、家电把手、连接器、外壳 用途 汽 车: 车门把手、保险杆、分电盘盖、挡泥板、导线护壳、轮圈盖 工业零件:OA风扇、键盘、钓具卷线器、零件、灯罩
聚碳酸酯 ( PC ) 结构式 性质 为非结晶性热塑性塑料 1、具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广 2、高度透明性及自由染色性 3、H.D.T.高 优点 4、耐疲劳性佳 5、耐候性佳 6、电气特性优 7、无味无臭对人体无害符合卫生安全 8、成形收缩率低、尺寸安定性良好 缺点 成形品设计不良易产生内部应力问题 电子电器:CD片、开关、家电外壳、信号筒、电话机 用途 汽 车: 保险杆、分电盘、安全玻璃 工业零件:照相机本体、机具外壳、安全帽、潜水镜、安全镜片 第7页共13页
塑胶知识 聚缩醛 ( POM ) 结构式 性质 为结晶性热可塑性塑料,具明显熔点165~175℃,性质最接近金属,一般称其为塑钢 1、具高机械强度和刚性 2、最高的疲劳强度 3、环境抵抗性、耐有机溶剂性佳 4、耐反复冲击性强 优点 5、广泛的使用温度范围(-40℃~120℃) 6、良好的电气性质 7、复原性良好 8、具自已润滑性、耐磨性良好 9、尺寸安定性优 1、加工过程若长时间高温下易起热分解 缺点 2、无自熄性 3、抗酸性差 4、成形收缩率大 电子电器:洗衣机、果汁机零件、定时器组件 用途 汽 车: 车把零件、电动窗零件 工业零件:机械零件、齿轮、把手、玩具、螺杆
变性聚氧化二甲苯树脂 ( MPPO ) 结构式 性质 为PPO和HIPS掺配成合胶,GE以Noryl商品名出售 1、具良加工安定性 2、机械性能优异 3、耐热性高 优点 4、具自熄性 5、耐水性良好 6、电气特性佳 7、成形收缩率小 缺点 抗化学药品性差 电子电器:连接器、开关、定时计外壳、线轴断电器、照相机、整流器外壳 用途 汽 车: 仪表板、视镜外壳、轮圈盖、后挡风板 工业零件:机具外壳、马达盖、水量计器等 第8页共13页
塑胶知识 液晶聚酯 (LCP ) 结构式 为半芳香族聚酯,具高强度、高弹性率、低线性膨胀率 1、流动性高 2、尺寸安定性佳 性质 优点 3、流动性极佳 4、耐溶剂性 5、高机械强度 6、难燃性 缺点 与流动方向垂直之机械物性较差 1、速接器、线圈、开关、插座 用途 2、泵零件、阀零件 3、汽车燃料外围零件 4、电子炉用容器
聚酰胺酰亚胺 ( PAI ) 结构式 性质 Tg点高(280~290℃),直键热可塑性及热硬化型。主要用于工程塑料成型用。直键非热可塑性 则以溶液成型用于涂料、薄膜、纤维等。 1、耐老化性佳 2、耐蠕变性佳 优点 3、耐燃佳 4、耐油、耐化学药品性佳 5、耐放射线性佳 缺点 不易成型,离行性亦差 1、插座、连接器、开关类零件 用途 2、IC电路盘 3、复印机、电热器零件 4、汽车排气及涡轮机零件
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聚对苯二甲酸环乙酯 ( PCT ) 结构式 性质 融点250℃,结晶体,本色为暗黄色,常加入玻纤作应用。 1、耐热性高 优点 2、耐化性强 3、尺寸安定性高 4、高机械性质 缺点 吸湿性高,加工前需除湿干燥 1、电子连接器、开关、线圈架 2、汽车继电器、连接器 用途 聚醚酮 ( PEEK ) 结构式 性质 融点高达334℃,Tg点143℃,结晶体化率最高48% 1、耐热性、所有工程塑料中最高 2、电气特性 优点 3、耐放射性 4、耐药品性 5、耐热水性 6、难燃性 缺点 结晶化温度高,速度慢 1、电线包覆 用途 2、离合器零件 3、复印机零件、高温用连接器 4、可挠性印刷电路板
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塑胶知识 聚醚酰亚胺 ( PEI ) 结构式 性质 非晶体热可塑性树脂,Tg点217℃,热变形温度在18.6kg/cm2负荷时为200 ℃ 1、机械强度高 2、难燃性 优点 3、优越电气特性 4、耐药品性 5、成型加工特性 6、耐候性 缺点 会被卤素系脂肪族如次甲基氯、三氯乙烷等侵蚀 1、汽车底套、电气零件、热交换零件 2、各种保险丝、连接器、挠线管类 用途 3、座位托盘、安全带扣、引擎零件 4、医疗仪器 5、印刷电路板
聚醚砜 ( PES ) 结构式 性质 非晶体,在100℃以上之弹性率为所有热可塑性树脂中最高 1、尺寸安定性 优点 2、难燃性 3、耐药品性 缺点 吸湿性高 1、电器、电子:电位计、集成电路用插座 用途 2、医疗、食品领域:X光视镜、牙科用机器零件 3、汽车领域:培林护圈 第11页共13页
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聚酰亚胺 ( PI ) 结构式 性质 Tg点为410℃,于空气中400℃及氦气中450℃仍不分解 1、耐热性 优点 2、耐摩耗性 3、耐龟裂性 4、耐放射线性 缺点 成本高 1、多层电路基板,可挠性电路基板 2、发动机绝缘线材料 用途 3、复印机分离爪、断热齿轮 4、导弹雷达天线罩 5、加热滚筒轴承
聚硫化二甲苯 ( PPS ) 结构式 非晶体,融点为285℃,Tg为85℃ 1、耐热 性质 优点 2、难溶解 3、耐药品性 4、耐燃性 缺点 成形时易产生毛边 1、电器、电子:连接器、线圈架 用途 2、工业用品:表壳、洗涤用工具、计算机及OA零件 3、汽车领域:各种感应器、化油器、电子控制零件
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塑胶知识 聚砜 ( PFS ) 结构式 性质 淡棕色透明的非晶质树脂,Tg点为190℃ 1、机械强度佳 优点 2、尺寸精密度高 3、电气特性优 4、符合等多种卫生规格 缺点 成型条件不适当时,残留应力较大 1、电器、电子:连接器、开关 用途 2、汽车航空机零件:汽车保险丝、特种电池箱 3、精密机器零件:表壳、时钟内部零件 4、医疗仪器:吸器、喷雾器、隐形眼镜消毒盒
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