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有無添加防火劑的塑料的原料差異與範例

技術-知識蒐集 - 2023/3/23

1.防火性能:添加防火劑的塑料可以提高其防火等級,通常會根據防火等級的要求來添加不同種類的防火劑,如氧化鎂、氧化鋁、氧化鎢、六偏磷酸酯等。防火劑的添加會使塑料的燃燒速度減慢或熄滅火源,因此可以提高其防火性能,從而減少火災發生的機率和損失。

然而,防火劑的添加也會對塑料的物理性質產生一定的影響,如拉伸強度、彈性模量、耐熱性等可能會降低,而添加量越多,影響就越明顯。此外,防火劑的種類和添加方法也會對塑料的性質產生影響。因此,在添加防火劑的時候,需要根據具體的應用需求進行選擇和調整,以平衡防火性能和物理性質之間的關係。

 

2.密度:一般而言,添加防火劑會使塑料的密度增加約0.01~0.05 g/cm³,具體的增加量取決於所使用的防火劑種類和添加量等因素。對於一些應用有密度限制的場合,可能需要根據實際情況進行考慮和調整。此外,密度的增加也可能會對產品的物理性能產生一定的影響,需要根據實際情況進行評估和分析。

 

3.機械性能:這是因為防火劑通常會在塑料分子鏈之間形成障礙,阻礙分子鏈之間的運動,因此可能會對塑料的強度、韌性等性能造成影響。另外,防火劑本身的物理性質也會對塑料的機械性能產生影響。例如,某些防火劑可能會使塑料變得更加脆弱,而某些防火劑則可能會使塑料更加柔軟。因此,在選擇和使用防火劑時,需要考慮到其對塑料機械性能的影響,並根據具體情況進行調整和優化。

 

4.熔體流動性:由於防火劑本身的物理性質和與塑料之間的相互作用。一般來說,防火劑通常是高分子量的無機或有機化合物,其分子體積較大,因此添加到塑料中後會增加塑料的黏度和流動阻力。這將對射出成型、壓力成型等工藝造成影響,需要對射出成型參數進行調整,以確保產品的質量。

此外,防火劑可能會與塑料產生化學反應,從而對塑料分子鏈產生影響,進一步影響熔體的流動性。因此,在選擇和使用防火劑的過程中,需要綜合考慮其對塑料熔體流動性的影響,以及產品的需求和使用條件等因素。

 

5.色澤:一些防火劑可以對塑料的顏色產生較大的影響,使其變得較深或較暗,有些甚至可能會改變原本的色澤。另外,添加防火劑的塑料在加工過程中可能會因為防火劑的分布不均勻而出現色差,這也可能是產生色澤不同的原因之一。為了解決這個問題,可以通過調整加工參數、改善原料配比、選擇合適的防火劑等方法來控制塑料的色澤,以滿足不同的應用要求。

 

綜上所述,添加防火劑的塑料與無添加防火劑的塑料之間存在著一些差異,需要在應用中根據實際需要進行選擇。

物性表中的各項指標可以提供射出成形時的參考,例如:

(以POM為例)

 

  1. 熔融指數(Melt Flow Index, MFI):熔融指數代表塑料在特定條件下的流動性能,能夠提供射出成形時的熔融溫度參考。

 

在射出成形過程中,熔融指數提供了塑料的熔融溫度參考。以台塑POM 090NC為例,其熔融指數為2.6 g/10 min (測試溫度為230°C,測試負載為2.16 kg),表示在特定的測試溫度和測試負載下,每10分鐘POM 090NC能夠流動2.6克。在射出成形過程中,如果熔融溫度低於這個溫度,熔體流動性就會下降,從而影響成型品質;如果熔融溫度高於這個溫度,則可能會導致POM 090NC分解和劣化。因此,測試MFI是確定POM的最佳射出成形溫度範圍的重要步驟。

 

  1. 熱變形溫度(Heat Deflection Temperature, HDT):熱變形溫度是指材料在加載下開始變形的溫度,這個指標可以幫助設計師選擇最適當的射出成形溫度。

 

以台塑POM 090NC為例,根據其物性表,其HDT為110℃(熱變形溫度下降到0.45MPa)。這意味著在射出成形過程中,如果POM材料在高溫和壓力下暴露時間太長,可能會導致材料開始變形。設計師可以根據這個指標選擇最適合的射出成形條件,以避免過熱或過壓對產品品質造成影響。

 

  1. 抗拉強度(Tensile Strength)和抗彎強度(Flexural Strength):這些指標可以提供塑料的強度參考,以確定產品的承載能力。

 

    當涉及到塑料的抗拉強度和抗彎強度時,POM通常是一個很好的選擇,因為它  擁有出色的機械強度。以下是POM的一些抗拉和抗彎數據:

 

抗拉強度:55-70 MPa

抗彎強度:90-120 MPa

這些數據可以幫助設計師確定POM是否適合其產品應用的承載需求。值得注意的是,這些數據通常是在標準測試條件下得出的,實際使用中的情況可能會有所不同。因此,在進行設計和製造之前,最好先進行詳細的材料測試和分析。

 

  1. 彈性模量(Modulus of Elasticity):彈性模量代表材料在受力時變形的能力,這個指標可以幫助設計師選擇最適合的材料,以確保產品具有足夠的剛度。
  2. 材料的彈性模量通常在2500-3500 MPa之間,這表示當POM材料受到力的作用時,其變形能力比較小,具有一定的剛度和硬度,可以用於需要較高剛性的應用中,例如機械結構部件、齒輪等。在射出成形時,可以參考POM材料的彈性模量選擇最適當的成形條件,以達到所需的產品性能。

 

  1. 熱膨脹係數(Coefficient of Thermal Expansion, CTE):熱膨脹係數是指材料在受熱後膨脹的比例,這個指標可以幫助設計師選擇最適當的尺寸和形狀,以確保產品在熱膨脹和收縮時能夠保持穩定的尺寸。

 

當POM材料受熱時,會膨脹,其熱膨脹係數在不同的溫度範圍內是不同的。以台塑POM 090NC為例,其熱膨脹係數為1.1 x 10^-4 mm/mm/℃,在射出成形設計時,設計師可以參考材料的熱膨脹係數,適當地調整產品的設計,以確保產品在受熱膨脹時不會變形或變形較小。

 

總之,物性表中的各項指標可以為射出成形設計提供重要的參考和指引,幫助設計師選擇最適當的塑料材料和射出成形條件,以確保產品具有良好的品質和性能。