【材料知識】這些常用塑料你已經都掌握了嗎?

專注於機械行業、專業、職業信息分享

服務於製造業百萬工程師

1

概述

塑料它可以是純的樹脂，也可以是加有各種添加劑的混合物，樹脂起粘結劑作用。所加添加料的目的是用來改善純樹脂的物理機械性能，改善加工性能或者為了節約樹脂。

因此，塑料最基本的物理化學性質是由樹脂的性質所決定的。樹脂可分天然樹脂和人造樹脂，後者又稱合成樹脂。

樹脂都屬高聚物，這些高聚物有獨特的分子內部結構與分子外部結構。高分子內部結構決定了高聚物最基本的物理化學性質；而高分子外部結構則決定高聚物的加工性能和物理機械性能。

聚合物按鏈之間在凝固後的結構形態可分非結晶型（無定型），半結晶型和結晶型。所以塑料也有無定型和結晶型之分。

結晶型塑料在凝固時，有晶核到晶粒的生成過程，形成一定的體態。如PE，PP，PA，POM，等均屬結晶型。

無定型塑料在凝固時，沒有晶核與晶粒的生長過程只是自由的大分子鏈的「凍結」如PS，PVC，PMMA，PC等。

又按其塑料對熱作用的反映，可分熱塑性塑料與熱固性塑料兩類：熱塑性塑料的特點是加熱可以軟化，冷卻時又重返固態。這一可逆過程，可以反覆多次。

如：PS，PVC，PA，PP，POM等；而熱固性塑料特點是在某一溫度下能轉變成可塑性熔體，但如果繼續提高溫度，延長加熱時間高分子內部將產生交聯作用而固化。再不能用加熱方法使其軟化到原始狀態，不能反覆加工。如：環氧，呋喃，氨基，酚醛等。

2

常用塑料

聚烯烴，聚烯烴是烯烴高聚物的總稱，一般是指乙烯，丙烯，丁烯的均聚物與共聚物。

主要品種有：低密度聚乙烯（LDPE）,線型低密度聚乙烯（LLDPE），中密度聚乙烯（MDPE），高密度聚乙烯（HDPE），超高分子量聚乙烯（UHMPE），氯化聚乙烯（CPE）；乙烯-丙烯共聚物，乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）；聚丙烯（PP），氯化聚丙烯（PPC），增強聚丙烯（RPP）聚丁烯（PB）等。

氯乙烯（PVC）注塑用聚氯乙烯是懸浮聚合產品，按其顆粒形態有緊密型和疏鬆型。

聚氯乙烯的改性品種有：氯化聚氯乙烯（CPVC），氯乙烯-醋酸乙烯共聚物，氯乙烯-偏氯乙烯共聚物（PVDC），氯乙烯-乙丙橡膠接枝共聚物，耐寒PVC即氯乙烯與馬來酸酐的共聚物。

注塑用PVC有兩類：一種是溼混造粒，即把各種添加劑．穩定劑．加工助劑．潤滑劑．衝擊改性劑．複合穩定劑等混合後擠出造粒。另一種是幹混料不造粒的粉狀聚氯乙烯。

苯乙烯系樹脂是指苯乙烯的均聚物與共聚物樹脂的總稱。近年來為改善其脆性和耐熱溫度低的缺點，採用與橡膠等共混和接枝的方法發展一系列改性品種。如與丙烯腈，丁二烯，a-甲基苯乙烯，甲基丙烯酸甲脂，馬來酸酐等二元共聚物可改善耐熱性和脆性；與丙烯腈丁二烯的共聚物ABS是衝擊韌性和加工性能很好的工程塑料。

目前苯乙烯系塑料有通用級，發泡級，衝擊級和AS，ABS等，AS有通用級AS（I）與耐熱級AS（II）。

丙烯酸脂類，丙烯酸脂類塑料通常包括聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）俗稱有機玻璃，以及纖維聚合物丙烯腈。這都是從丙烯酸衍生的高聚物。

供注塑級的PMMA用懸浮聚合製成，有通用級耐熱級和高流動級。

醯胺樹脂聚又稱尼龍（PA）是早的工程塑料品種之一，用作纖維時稱綿綸。我國有PA6，PA610，PA612，PA66，PA1010以及高碳尼龍，PA66與彈性接枝共混的超韌性PA，還有芳香聚醯胺等。

線性聚脂類.

在聚合物鏈節中含有脂鏈或醚鏈，而無支鏈和交聯結構的樹脂統稱為線性聚脂或線性聚醚。國產有：聚碳酸酯雙酚A型（PC），改性聚碳酸酯，聚對苯二甲酸乙二脂（滌綸，PET）聚對苯二甲酸丁二脂（PBT）聚芳脂（雙酚A型），聚甲醛（POM）等。

PC是一種無定型的熱塑性聚合物，純PC雖有好的綜合性能，但容易應力開裂，耐磨性及流動性不良，目前多採用PE，ABS，PS，PMMA，與之進行共混以克服上述缺陷。

PET大部作纖維少部用於薄膜，而注塑成型用的多是玻璃纖維增強（FRPET），PBT與PET都屬結晶型熱塑性線型聚脂。

聚芳脂（雙酚A型），這是與PC相似的無定型工程塑料

聚甲醛（POM）有均聚和共聚兩種，都是結晶型 聚合物。均聚比共聚POM熱穩定性差加工溫度範圍窄。此外還有含油POM這是在POM內加液體潤滑油和硬脂酸鹽類的表面活性劑的共聚物。含油POM摩擦係數小，物料不易輸送所以常用開槽料筒的注塑機進行生產。

氟塑料.

氟塑料品種有：聚四乙烯（PTFE），聚四乙烯與六氟丙烯酸共聚物（FEP），三氟乙烯（PCTFE），聚偏氟乙烯（PVDF）聚氟乙烯（PVF）等。

PCTFE從分子結構上看與PTFE主要的區別在於有氯原子存在，從而破壞了PTFE對稱性，降低了大分子鏈堆砌，使其增加撓性。PCTFE對熱較敏感，易於高溫下分解。聚偏氟乙烯（PVDF），是一種白色粉末狀，結晶型熱塑性樹脂。

纖維素塑料是指由天然纖維素與無機或有機酸作用產生的纖維素樹脂再加上增塑劑而製成。纖維素是最古老的半合成型的熱塑性塑料，常用的有硝酸纖維素醋酸纖維素，醋酸丁酸纖維素，用於注塑的以醋酸纖維素為主。

耐高溫型樹脂，這類有聚碸，聚芳碸，聚苯醚碸，聚苯硫醚，聚苯醚，聚醯亞胺。這類聚合物由於在分子主鏈上含有亞芳基或雜環結構，因此具有耐高溫，耐輻射的能力，併兼有很高的強度和尺寸穩定性。

聚碸（PSF），雙酚A聚碸屬線性熱塑性聚合物，雖然有正規結構，但仍然是無定型結構形態。聚碸的粘度較大而且對溫度的依賴性要比對剪切速率大。這一點正與聚乙烯相反而與聚碳醋酯類卻相近。在注塑中，當剪切速率低時，溫度對其膨脹效應的影響不明顯。

聚苯醚碸（PES），在其分子結構中不含有脂肪族基團，因此對耐熱性和抗氧性較好。可在180~200度範圍內長期使用，熔融溫度50~350度。

聚苯醚（PPO），PPO和其他許多熱塑性塑料不同；熔體的流變性能接近牛頓型流體，粘度對剪切速率並沒有明顯的依賴性。用於注塑的還有改性聚苯醚及氯化聚醚。

聚苯硫醚（PPS，雷騰），是一種新型工程塑料它具有優良的綜合性能，是目前作軸頸與軸承的最好村料。PSS原粉熔融後流動性很大，直接加工困難因此必須經過交聯預處理，提高流動性。注塑用有粉料與可粒料兩種。PSS的注塑與HDPE十分相似所不同是PSS要求成型 溫度高些：在此343度時其流動性相當於HDPE的流動。

3

常用填料

注塑材料常用的填料有一般填料，金屬填料，有機填料，短纖維填料與長纖維填料。加入這些填料可降低注塑製品的成本，提高經濟效益可改善物理機械性能，化學性能以及光電性能；可改善加工性能，流變性能，降低粘度，提高分散作用。

一般填料有石灰石，碳酸鈣，滑石粉，矽酸鈣，雲母，氫氧化鋁，硫酸鈣，以及農副產品等。

有機填料是目前塑料製品中的主要填料，有天然材料和合成材料，包括：木材，木粉，胡核的殼皮，棉植纖維素等；合成材料有再生纖維素，包括：人造織物，聚丙烯腈纖維，尼龍纖維，聚酯纖維等。

加到注塑材料中的一些填料，需要用表面改性劑進行處理，處理過程遵循界面化學理論，填料與聚合物表面的溼潤理論酸鹼的相互作用理論，以及混合理論賦予材料一些優良性質。

目前常用的表面改性劑有矽烷偶聯劑，鈦酸酯偶聯劑，有機矽處理劑等。這些表面改性劑加上後，能進一步提高填料效能。