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塑料原料选择要点III
环保因素
(Environment protection concern):
•非卤素系耐燃剂
(Non-Halogen Flame Retardants)
•环保团体的要求
(Requests by Environmentalist)
•安规考虑(UL Safety concern)
塑料材料系列-
常用塑料材料及基本性能培训
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目录
(一)高分子及塑料基本概念
1.高分子发展史
2.高分子分子结构 (二)外壳常用塑料材料简介
(三)Connect常用塑料材料简介
1.工程塑料的基本概念
2.工程塑料特性
3.一般工程塑料
4.高级工程塑料
5.各等级工程塑料HDT之比较
6.连接器与塑料之关系
(四)塑发室功能简介
• 高分子组成单元 ---单体
HH
CC HH HH CC HH
乙烯
(单体)
HH
CC
高分子树脂
HHn
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• 分子结构
接枝高分子
HDPE PS
LDPE
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• 长链大分子结构
无定型
结晶性
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3.材料分类
热固性
材料
塑料 (高分子)
工程
热塑性
通用
无定型
PC MPPO PEI
结晶性
PPS PBT PET POM PA
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功能(2) —材料及应用研究
➢竞争产品研判
➢材料选择 1)新 产 品 开 发 2)旧 产 品 改 用 新 材 料
➢材料应用发展 1)新 产 品 开 发 试 料 与 成 品 试 模 2)新 次 料 专 案
➢工程资料库之建立
➢ 材 料 配 方 研 发：竞 争 力 与 量 身 定 做
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功能(3) —成形品问题解决 与技术服务
* 无缺口之冲击强度所显现的是树酯的韧性,韧性对于连接器 之所以重要,在于使用中能顺应弯曲伸缩,特别是薄壁的地方 及扣环.
(7). 模收缩
* 当融熔塑料在模子中冷却其收缩的现象称之模收缩. * 收缩作用变数有材料模温、成形压力、射出速率、融熔温
度、流动方向.
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(8). 成形性
* 影响成形性因素 1)流动难易 2)成形收缩程度及预测 3)翘曲的倾向 4)制程中热劣化的敏感性 5)材料回收使用的能力
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PC工程塑料应用
➢计算机外壳:
透明PC 冰色PC
➢光盘片:
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PMMA塑料特性与应用
手机镜片
特性: 折射较小 1.49 透光率 92% 硬 度 远大于PC
应用: 灯具, 照明器材,仪表盘 光学玻璃, 镜 片
光学器皿
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塑料原料选择要点I
➢ 机械力学要求
力学强度: HIPS<ABS<PC/ABS<PC
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黑点可能产生原因(II)
➢ 料管中，长时间生产不同之原料，因温度高低变 化，所产生之氧化与裂解；与各原料对金属表面间 之附着力亦不同等相关因素，日积月累，导致料管 中之螺杆表面，管壁，喷嘴等处，逐渐形成碳化 层，遇到黏性较高之材料时，即被分离，逐步带出。
➢ 螺杆与管壁等部份，若有伤痕或缺口，将更容易让 熔点材料滞留。而停开机频繁时，都将使上述问题 更加严重。
中文学名
聚丁二胺对苯二 甲酸
聚己二胺对苯二 甲酸
聚壬二胺对苯二 甲酸
聚硫化苯
对位聚苯乙烯
商品名
Stanyl
Arlen HTN ,etc
PA9T RYTON Fortron ,etc Questra Xarec ,etc
化学结构
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(2).非结晶性
英文缩写 中文学名
商品名
PEI
聚醚酰亚胺
Ultem
Radel
打印机外壳
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PC/ABS 工程塑料
•
聚碳酸酯(PC)与ABS的合金材料
• 具备PC耐冲击性和优良的耐候性及ABS的高流动性
• GE 与 BAYER 为世界上两大供应厂商
• 非卤素型耐燃剂之环保材料
• 应用范围 • 计算机外壳,计算机零件,汽车内外部件,通讯器材
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PC/ABS 工程塑料
➢ 优良的成形加工性 ➢ 优于 ABS：耐热性、耐冲击性、尺寸安定性 ➢ 优于 PC：流动性、耐寒性、降低成本 ➢ 低温(-350C)至室温保有极佳之物性 ➢ 随 PC 含量不同，可弹性调整不同耐热性及耐冲击性 ➢ 耐 UV、荧光、长时间色泽保持性优 ➢ 耐磨性 ➢ 环保性
ABS 工程塑料
综合性能: 力学性能: 综合性能较优,优于HIPS,低于PC/ABS HDT: 85-110OC (1.81MPa) 模 收 缩 :0.5-0.8% 耐候性 :较差,对紫外线较敏感 电镀性 :电镀性好,且具有专用电镀级
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ABS 工程塑料
应用 : 计算机外壳:
消费性电子:
显示器塑件壳 机箱外壳
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(4). 结构分析
* 端子保持力 * 流道平衡
(5). 抗张应力应变
提供材料在受负荷下响应的讯息,并且作为桡曲计算程应力的 基础,为了使连接器塑料之设计的结构分析能有效执行,设计者 必须有在特定操作温度下的应力应变曲线,并且精确的以内插 或外插模拟在实际操作条件下之材料行为.
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(6). 韧性
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(10). 添加物 * 添加物或组成的变化造成材料特性改变，例如玻纤加入其
中,抗 张强度、比重及使用温度范围将增加,然而延伸率、热膨胀
系数 及收缩将减少.
(11). 燃烧性 * 在实际燃烧条件下,产品之燃烧特性的取决评估预测或描述, 这些测试并非准确并且不可信任,燃烧性要视零件大小着火 难易、燃烧蔓延速度及产品的氧化程度而定.
•客户指定
塑料成本考虑(material costs)
(Designated by customers)
•产品设计(Product design) •机械强度(mechanical strength)
塑料性能 (Properties of materials): •刚性(Flexure Strength)
(1). 热要求
1) 热变形温度(HDT)-评估其短程热能力
2) 连续使用温度等级-评估其长期热功能
3) 材料本身的热膨胀系数(CTE)-与印刷电路板的热膨胀系数相 近而搭配，热膨胀速率不同则会引起翘曲,并且损坏焊接点.
4) 熔点(Tm)及玻璃转移温度(Tg)-高分子从玻璃态转变成橡胶 态的温度,温度高于其点,尺寸安定及性质的安定性将降低, 也有可能造成分子的崩溃,此全归于成形应力的释放而造成 高分子不可逆的膨胀.
冲击强度: HIPS<ABS<PC/ABS<PC
注意事项: 卡钩 螺柱 热熔柱等
➢ 耐热性
HDT:
HIPS<ABS<PC/ABS<PC
注意要点: 烤漆 环境温度高低性
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塑料原料选择要点II
➢ 耐化学试剂耐溶剂性 溶 剂: 酒精 丙酮 天那水 注意事项: 烤漆, 电镀 (开裂)
➢ 耐燃等级 UL94: 尺寸 及 HB V-2 V-1 V0 注意要点: 产品最薄外厚度及耐燃要求
性等，都是金属所不及的。 ➢ 一般而言，一般工程塑料耐温大于100℃ ，高性能 ➢ 工程塑料耐温大于150℃。
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2.工程塑料特性
结晶性 非结晶性
优点
耐化学药品性 耐热性 流动性 耐冲击性
大多数具透明性 尺寸安定
缺点
结晶收缩翘曲 吸水性 耐冲击性
耐化学药品性 耐热性 流动性
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1.结晶性 英文缩写
•耐冲击性(Toughness) •抗紫外线性(耐变色性) (Weatherability)
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黑点可能产生原因(I)
➢ 料管中原先使用之材料，于洗车清机过中，未完 全 被置换出，导致现行使用作业温度较高之材 料时， 因料管温度上升，而使残存于料管之原 料（防火 剂、添加剂等），无法承受此一温度， 而受热裂 解，此种情况通常发生于喷嘴处.
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(2). 抗化学性
连接器 Housing的要求是能够在宽广的化学环境中,依然能 发挥其功能.他们必须能承受清洗剂、焊锡助剂及二次加工 的清洗溶剂之侵蚀.
(3). 抗潜变
Housing 材料在受荷重下的抗潜变能力来自端子在Housing 内之预先荷重力,也会影响到连接器长期的可靠度,一般而 言,有较高热变形温度或弹性模数的高分子有较低的潜变.
PES
聚醚石风
Ultrason
Grafone ,etc
化学结构
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(3).性能对比
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5.各等级工程塑料HDT之比较
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6.连接器与塑料之关系
➢ 在操作及制程温度期间的热安定性 ➢ 材料的抗化学性 ➢ 结构设计 ➢ 抗张应力应变 ➢ 韧性 ➢ 成形性 ➢ 填充物及添加剂 ➢ 燃烧性 ➢ 变形
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(四) 塑发室功能简介
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塑发室功能简介
(Polymer Technology Application Center)
(1)材料检验分析 (2)材料及应用研究 (3)成形品问题解决与技术服务
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功能(1) —材料检验分析
➢ 新试料检验评估 ➢ 材料标准之建立及塑料厂之认可 ➢ 工程塑料进料检验(IQC) ➢ 各塑料厂质量鉴定
(五)塑发室仪器简介
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内容大纲
(一)高分子及塑料基本概念 (二)外壳常用塑料材料简介 (三)Connect常用塑料材料简介 (四)塑料材料检测测试简介
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(一)高分子及塑料基本概念
1. 高分子发展史
