工程塑胶不仅可以代替金属作为结构性的材料,随着高科技产业的发展,工程塑胶的发展将成为未来不可缺少的高分子材料。下面介绍高性能工程塑胶原料POM、PBT、PEI怎样选用。
POM (Polyoxymethylene ,Polyacetal聚甲醛,聚缩醛)
杜邦公司于1956年推出” Derlin”聚甲醛树脂,宣称其能够取代金属,也从此开始有【工程塑胶】的名称出现。
聚甲醛分为单聚甲醛与共聚聚甲醛。共聚聚甲醛是单聚聚甲醛与环氧乙烯(ethyleneoxide)共聚合而成。亚洲地区是全球聚甲醛使用量成长最快速的地区。电子电气与汽机车产业约占65%以上的市场。近年来聚甲醛为克服其韧性差与阻燃性不佳的问题,陆续开发出各种合胶的应用。
单聚聚甲醛与共聚聚甲醛的物性比较如下:
1. 单聚较好—熔点约高10 ℃ 、抗张强度、弯曲强度以及热变形温度。
2. 共聚体较好—伸长率、抗潜变、耐热劣化、耐碱、成型加工的热安定性、成型范围等。
n 特性:Tg= -50℃,Tm=165℃(共聚)175℃(单聚) ;一般POM在190 ~230 ℃范围内有适当的黏度(10 3~10 4 poise) 。POM的流动近似牛顿流体,押出式吹气成型容易发生垂下(drawdown)问题,所以在押出成型的精度保持不易,因此以射出成型为主。
n 优点:
1. 高结晶性。(结晶度:单聚POM75 ~85% ,共聚POM70 ~75%)
2. 耐磨耗、耐疲劳性佳。
3. 耐药品性佳。
4. 机械强度好,尤其是刚性、抗潜变与高弹性回复率。
n 缺点:
1. 比重高,居五大泛用工程塑胶之冠。
2. 结晶度高,相对的尺寸收缩率较大,精度较差。
3. 韧性较差,必须以合胶方式改善。
4. 易燃烧,不易制成阻燃级规格。
5. 接着性与印刷性差。
6. 材料加工范围窄,如果加工条件不适,有臭味发生。
n 应用:
1. 民生用品:拉链、扣具。
2. 汽机车:汽车门锁、电动窗零件、
3. 电子电气:事务机械的转动件、结构件。
4. 工业用:齿轮、滑轮
PBT (Poly ButyleneTerephthalate聚对苯二甲酸丁二酯)
PBT是1970年美国Celanese公司(目前已更名为Ticona) ,是五大泛用工程塑胶最晚开发出来的。但是因为加工性优异,所以在电子产业与汽车产业使用量持续增加中。
PBT与PET同样都是热塑性聚酯工程塑胶,由于PBT的结晶性较快、流动性较好、加工温度较低、除湿干躁较容易,因此用于工程塑胶的数量比起PET多。
n 特性:Tg= 40℃,Tm=220 。PBT的黏度范围约为10 2~10 4,对于剪变速率的依存性不高,因此属于加工的塑胶。PBT的结晶速率比尼龙与PET快,与POM接近。
n 优点:
1.吸水性低,机械强度与尺寸安定性佳。
2.耐摩擦与耐磨耗性佳。
3.耐候性佳。
4.耐药品性佳,耐酸碱及油剂。
5.结晶性与流动性佳,适合于小零件快速成型。
6.添加强化材,机械性与耐热性改善效果非常优异。
7.气密性佳。
n 缺点:
1.因结晶性快,易造成成品翘曲,不适用于生产大尺寸成品。
2. 不耐热水、强碱。
3. 韧性较差,常需要添加其他材料改善韧性。
4. 为聚酯类材料,加工时需注意除湿干躁。
5. 材料阻燃性差,须添加阻燃剂,因此易有热滞留裂解问题。
n 应用:
1.民生用品:牙刷毛、弹性纤维、日光灯套管、省电灯泡外壳
2.汽机车:汽车分电盘、把手、保险丝盒、电动窗。
3.电子电气:光纤套管、连接器、散热风扇、开关、卷线轴
4. 工业用:热熔胶枪
PEI (Polyetherimide)聚醚醯亚胺
PEI乃是附加醚键于PI中使PI具有卓越的流动性和加工性。
n 特性:Tg=217℃,热变形温度200℃。黏度在10 3~10 4,为易加工的材料,在低剪变速率范围是牛顿流体的行为。
n 优点:
1. 机械强度优异
2. 发烟量低,具阻燃性
3. 电气性质优异,使用温度范围广。
4. 耐药品性佳(对脂肪族碳化氢、酸、稀碱抗性好)
5. 耐候性佳。
6. 高温的物性良好。
7. 硬度高且强韧。
8. 低热膨胀系数、尺寸安定性佳。
9. 具耐热水、耐候性及耐放射性,物性几乎没有变化。
n 缺点:
1. 具吸水性,须于加工前干燥。
2. 须高温加工。
n 应用:汽车连接器、汽车电气零件、汽车热交换器零件、整发器零件、微波炉零件、断路器、医疗器材零件、印刷电路板、通信面板转子。
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