通用工程塑膠原料於特種工程塑料的區別

　　工程塑膠原料的定義與範疇

　　工程塑料是指可用工程塑膠作結構材料的塑料。該類塑料較寬的使用溫度、較長的使用壽命，使用期間可以保持優良的特性，能承受機械應力的作用。

　　工程塑膠原料的分類

　　工程塑料的分類方法很多，可以按化學組成、結晶度、耐熱性、受熱後性能變化特點和功能或用途等進行分類。

　　按用途或功能分類

　　通用工程塑料：聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、熱塑性聚酯(PBT和塑膠PET)

　　特種工程塑料：氟塑料、聚酰亞胺(PI)、聚苯硫醚(PPS)、聚砜(PSU)聚醚醚酮(PEEK)、聚芳酯(PAR)、聚苯酯(PHB)、液晶聚合物(LCP)

　　按化學組成分類可以分為結晶型和無定型兩類。

　　按耐塑膠瓶熱性可以分為通用工程塑料(使用溫度在100-150度左右)塑膠袋特種工程塑料(長期使用溫度在150度以上)

TPU的主要特性

　　硬度範圍廣：通過改變TPU各反應組分塑膠袋的配比，可以得到不同硬度的產品，而且隨著硬度的增加，其產品仍保持良好的彈性和耐磨性。

　　機械強度高：TPU制品的承載能力、抗衝擊性及減震性能突出。TPU耐寒性突出：TPU的玻璃態轉變溫度比較低，在零下35度仍保持良好的彈性、柔順性和其他物理性能。

　　加工性能好：TPU可采用常見的熱塑性材料的加工方法進行加工，如注塑、擠出、壓延等等。同時，TPU與某些高分子材料共同加工能夠得到性能互補的聚合物合金。

　　耐油、耐水、耐霉菌。

　　再生利用性好。

　　TPU作為彈性體是介於橡膠和塑料之間的一種材料，這從它的剛性看出來，TPU的剛性可由彈性模量來度量。橡膠的彈性模量通常在1~10Mpa，TPU在10~1000Mpa，塑料(尼龍，ABS，PC，POM)在1000~10000Mpa。TPU 的硬度範圍相當寬，從Shore A 60~Shore D 80並且在整個硬度範圍內具有高彈性；TPU在很寬的溫度範圍內-40~120℃，具有柔性，而不需要增塑劑； TPU對油類(礦物油，動植物油脂和潤滑油)和許多溶劑有良好的抵抗能力；TPU 還有良好的耐天候性，極優的耐高能射線性能。眾所周知的耐磨性，抗撕裂性，屈擾強度都是優良的；拉伸強度高，伸長率大，長期壓縮永久變形率低等都是TPU的顯著優點。

　　這裡介紹的TPU性能包括三個方面：力學性能，物理性能和環境性能。

　　1。 力學性能：TPU彈性體的力學性能主要包括：硬度，拉伸強度，壓縮性能，撕裂強度，回彈性和耐磨性能，耐屈擾性等，而TPU 彈性塑料的力學性能，除這些性能外，還有較高剪切強度和衝擊功等。

　　(a)硬度：硬度是材料抵抗變形，刻痕和劃傷的能力的一種指標。TPU硬度通常用邵爾A(Shore A)和邵爾D(shore D)硬度計測定，邵爾A用於比較軟的TPU，邵爾D用於較硬的TPU。硬度主要塑膠由TPU結構中的硬段含量來決定，硬段含量越高，TPU的硬度就會隨之上升。硬度上升後，TPU的其他性能也會發生改變，拉伸模量和撕裂強度增加，剛性和壓縮應力(負荷能力)增加，伸長率降低，密度和動態生熱增加，耐環境性能增加。TPU的硬度與溫度存在一定關系。從室溫冷卻降溫至突變溫度(-4~-12℃)，硬度無明顯變化；在突變溫度下，TPU硬度突然增加而變得很硬並失去彈性，這是由於軟段結晶作用的結果。

　　(b)硬度與定伸應力和伸長率的關系以及硬度與撕裂強度的關系。隨著TPU硬度的增加，100%定伸應力和300%定伸應力迅速增加，伸長率下降。這主要是由於硬段含量增加的結果：硬段含量高，其所形成硬段相越易形成次晶或結晶結構增加了物理交聯的數量而限制材料變形。若使材料變形必須提高應力，從而塑膠瓶提高了定伸應力，同時伸長率下降。TPU硬度與撕裂強度的關系，隨硬度增加，撕裂強度迅速增加，其理由亦與模量的解釋相同。

　　TPU的配方和性能可進行非常多種類的排列組合。但是在現實設計工程塑膠配方和工業化生產時，卻會因為原材料(多元醇和多異氰酸酯以及擴鏈劑)相互的限制，從而使真正可用於很高端的應用的研發還是非常的困難。

什麼是聚碳酸酯樹脂（PC）

　　聚碳酸酯樹脂(PC)具有高透明度、自熄性，是在塑料中具塑膠瓶有最高抗衝擊性的工塑膠程塑料。用於光盤、摩托車的風擋、頭盔及頭盔防護罩、防暴警察的盾牌、簡易車庫及拱廊房塑膠袋頂、高速公路的隔音板、汽車前燈等各個領域。

　　聚碳酸酯樹脂(PC)與ABS、HIPS等混合的混合(ALLOY)樹脂，最近也越來越多地用於各種工業產品。這類混合樹脂之所以增加是因為早前用於辦公自動化設備材料時被指存在環保問題，因而廠商將ABS的阻燃劑配方從溴化阻燃改為無鹵阻燃，但這樣就無法保證阻燃性和耐熱性，於是復合使用了聚碳酸酯樹脂(PC)。

　　目前，PC混合樹脂作為歐盟生態標簽材料進行了注冊，普遍用於電腦顯示屏及復印機的外殼。

　　特長

　　聚碳酸酯樹脂(PC)作為用於眼鏡鏡片和CD基板的高透明材料，是至今非常流行的工程塑料。當然不僅是透明性，還具有下表所示的卓越特性，應用於各個領域。

　　特性內容

　　優點抗衝擊性

　　塑料中最高的抗衝擊強度

　　抗衝擊強度之高甚至能用作防彈材料

　　透明性

　　具有與玻璃同等的透明性

　　常用透明等級的可見光透過率為85工程塑膠% ～ 90%

　　尺寸精度

　　可做到精密成型

　　成型收縮率小，有優良的成型品尺寸穩定性

　　耐熱性

　　可在廣泛的溫度條件下使用(-100℃～+135℃)

　　從冰箱到微波爐都可以使用

　　自熄性

　　以無阻燃劑的一般等級為例，可達到與UL 94 V-2規格相同試驗條件的阻燃性

　　廣泛用於建築領域、電氣和電子領域等需要阻燃性的領域

　　電氣特性有優異的擊穿電壓等特性

　　缺點耐藥性難溶於顯耐堿性物質和有機溶劑

　　聚碳酸酯樹脂(PC)是常用工程塑料中唯一的透明材料，廣泛用於電氣電子領域、一般機械領域、汽車領域、板材領域、辦公設備領域。特別是在從CD、DVD擴展到藍光光盤的光盤領域，已經成為經典材料。

　　近年來，為了獲得歐盟生態標簽認證且環保，辦公設備外殼所使用的樹脂材料，已不再使用含鹵素阻燃劑配方的材料。現在大多數使用無鹵素阻燃劑配方的PC/ABS混合樹脂。

PP 注塑工藝

　　典型應用範圍: 電氣(插座、殼體等)塑膠，日用商品(廚房器械，冰箱裝置，電視機底座，卡帶盒等)，汽車工業(車頭燈盒、反光境、儀表盤等)，塑膠瓶家庭用品(餐具、食品刀具等)，化裝品包裝等。

　　典型應用範圍: 供水管道，家用管道，房屋牆板，商用機器殼體，電子產品包裝，醫療器械，食品包裝等。

　　注塑模工藝條件:

　　干燥處理：通常不需要干燥處理。

　　熔化溫度：185~205C 模具溫度：20~50C 。

　　注射壓力：可大到1500bar 。

　　典型應用範圍: 汽車工業(主要使用含金屬添加劑的PP：擋泥板、通風管、風扇等)，器械(洗碗機門襯墊、干燥機通風管、洗衣機框架及機蓋、冰箱門襯墊等)，日用消費品(草坪和園藝設備如剪草機和噴水器等)。

　　注塑模工藝條件:

　　干燥處理：如果儲存適當則不需要干燥處理。

　　熔化溫度：220~275C，注意不要超過275C。

　　模具溫度：40~80C，建議使用50C。結晶程度主要由模具溫度決定。

　　注射壓力：可大到1800bar。

　　注射速度：通常，使用高速注塑可以使內部壓力減小到最小。如果制品表面出現了缺陷，那麼應使用較高溫度下的低速注塑。

　　流道和澆口: 對於冷流道，典型的流道直徑範圍是4~7mm。建議使用通體為圓形的注入口和流道。所有類型的澆口都可以使用。典型的澆口直徑範圍是1~1。5mm，但也可以使用小到0。7mm的口。

　　對於邊緣澆口，最小的澆口深度應為壁厚的一半；最小的澆口寬度應至少為壁厚的兩倍。 PP材料完全可以使塑膠袋用熱流道系統。

　　化學和物理特性: PP是一種半結晶性材料。它比PE要更堅硬並且有更高的熔點。 由於均聚物型的PP溫度高於0C以上時非常脆，因此許多商業的PP材料是加入1~4%乙烯的無規則共聚物或更高比率乙烯含量的鉗段式共聚物。共聚物型的PP材料有較低的熱扭曲溫度(100C)、低透明度、低光澤度、低剛性，但是有有更強的抗衝擊強度。PP的強度隨著乙烯含量的增加而增大。 PP的維卡軟化溫度為150C。由於結晶度較高，這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。 PP不存在環境應力開裂問題。通常，采用加入玻璃纖維、金屬添加劑或熱塑橡膠的方法對PP進行改性。PP的流動率MFR範圍在1~40。低MFR的PP材料抗衝擊特性較好但延展強度較低。對於相同MFR的材料，共聚物型的強度比均聚物型的要高。

　　由於工程塑膠結晶，PP的收縮率相當高，一般為1。8~2。5%。並且收縮率的方向均勻性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加劑可以使收縮率降到0。7%。 均聚物型和共聚物型的PP材料都具有優良的抗吸濕性、抗酸堿腐蝕性、抗溶解性。然而，它對芳香烴(如苯)溶劑、氯化烴(四氯化碳)溶劑等沒有抵抗力。PP也不像PE那樣在高溫下仍具有抗氧化性。