塑料材料加工特性培训课程.pptx

第一章塑膠材料加工特性塑膠材料之簡介塑膠材料之分類塑膠材料之選用教學目標教學目標學生能不參考書本，列舉出各三種熱可塑性塑膠與熱固性塑膠材料之名稱。學生能不參考書本，列舉出各五種結晶與非結晶塑膠材料之名稱。學生能不參考書本，說明出玻璃轉移溫度之意義並列舉出二種塑料之玻璃轉移溫。學生能不參考書本，舉例說明任五種塑膠材料之用途。何謂高分子?“Polymer”(高分子)起源於希臘語，表示一群小單元結合成巨大單元的意思。引用到高分子領域，即是一群較小分子量的分子(單分子)，鍵結成高分子量的巨大分子(高分子)。塑膠材料之簡介聚合反應加工塑膠產品高分子(聚乙烯)單分子(乙烯)容器、玩具、塑膠袋、絕緣材料…HHnCH2=CH2(CC)nHHNote:原子間的鏈結形式是共價鍵，每一條分子鏈上的單體數目n稱為“聚合度”。塑膠材料的組成塑膠材料之簡介例:乙烯基(CH2CH)nA當A=H聚乙烯(PE) =CH3聚丙烯(PP) =C6H5聚苯乙烯(PS) =Cl聚氯乙烯(PVC)塑膠材料的組成(續)塑膠材料之簡介塑膠材料的性質塑膠材料之簡介一般塑膠的拉伸強度約為鐵的1/10一般塑膠的楊氏係數約為鐵的1/100一般塑膠的熱傳導係數約為鐵的1/30一般塑膠為不導電性質一般塑膠分子長度約為0.2?m，且長寬比值約為1000加工加工性質(溫度和壓力等)產品材料+=材料性質(Tg、Tm等)產品性質(功能和耐用性等)塑膠材料的性質(續)塑膠材料之簡介HH(CC)nHH立體障礙分子模型高分子鏈表示法高分子鏈卷曲彈簧模型高分子的表示方法塑膠材料之簡介不定形性熱塑性塑膠半結晶性熱固性橡膠高分子彈性體塑膠材料的種類塑膠材料之簡介高分子的分類依分子鏈構造分類線性高分子沒有側鏈的高分子，可能為直線、卷曲型態。例:聚苯乙烯(PS)的線性結構。塑膠材料之簡介聚苯乙烯(PS)的線性結構高分子的分類(續)分枝型高分子含有側鏈之高分子，聚合反應條件愈差愈容易產生側鏈。高溫比低溫較容易產生側鏈。例:聚乙烯(PE)的分枝結構。塑膠材料之簡介聚乙烯(PE)的分枝結構交連高分子的分類(續)交連(網狀)輕度交連:分子鏈間有一部份以共價鍵結合。當加入溶劑時，溶劑會撐開分子鏈，可使之膨脹。例:橡皮圈丟入汽油中，有膨脹現象。塑膠材料之簡介交連現象高分子的分類(續)橡膠:耐衝擊強度好、彈性。加熱較難流動。丁二烯(軟,黏)橡膠(有彈性)高度交連:主鏈間大都由共價鏈結，並且產生三度空間之網狀結構。熱固性塑膠加進溶劑，無顯著的膨潤效果。例:酚-甲醛樹酯(PF)。塑膠材料之簡介5%S酚-甲醛樹酯(PF)分子量的大小玻璃轉移溫度(Tg)結晶性添加物分子配向性高分子結構高分子性質影響高分子性質的因素塑膠材料之簡介ΣWjΣnｊMｊMn==ΣnｊWjΣ()Mｊ影響高分子性質的因素(續)分子量的大小如果分子量大，則玻璃轉移溫度Tg較高，機械性質、耐熱性、耐衝擊強度皆提昇，且黏度增大，造成不易加工。塑膠材料之簡介數量平均分子量Mn(NumberAverageMolecularWeight)與機械性質相關重量平均分子量Mｗ(WeightAverageMolecularWeight)MjnｉMｉＭi==ΣniMi高分子總重量Wｉni或＝（ΣniMi)MｉΣWｉＭｉΣnｉMｉ２Mｗ==ΣnｉMｉΣWｉＺ平均分子量Ｍｚ(Ｚ－AverageMolecularWeight)ΣWｉＭｉ２ΣnｉMｉ３=MＺ=ΣnｉMｉ２ΣWｉＭｉ影響高分子性質的因素(續)塑膠材料之簡介分子量為的總分子量與熔膠黏度相關與黏彈性相關Ans:ΣWj1＝MnWj＝0.90.1Σ()+Mj20,000108ΣWｉＭｉ0.9×20,000+0.1×108＝Mw＝ΣWｉ1ΣWｉＭｉ20.9×(20,000)2+0.1×(108)2Mz＝＝ΣWｉＭｉ0.9×20,000+0.1×108影響高分子性質的因素(續)例:某高分子其分子結構:90%為由分子量M=20,000的分子組成，10%為由分子量M=108的分子所組成，試決定其Mn、Mw、Mz。塑膠材料之簡介Note:T>Tg：材料軟化。T<Tg：材料如玻璃般堅硬及脆。影響高分子性質的因素(續)玻璃轉移溫度(Tg)從塑料微觀高分子鏈開始具有大鏈節運動的那點溫度，如圖。一般高分子大都在室溫下應用，並以25℃為比較標準。Tg>25℃，則呈現玻璃態(glassystate)，硬脆性質。例:聚苯乙烯(PS)，Tg=88℃。塑