塑料物性简介

塑料简介与分类 (Introduction and Classification)

热固性与热塑性塑料(Thermosets and Thermoplastics)

由高分子塑料的分子结构及交联(crosslinking)情形，可将高分子塑料大分为热固性及热塑性两大类:

1．热固性塑料(Thermosets)
     　塑料在加工过程中受热发生聚合反应(polymerization)，透过交联剂(或称做架桥剂，crosslinker)的作用分子链间产生化学交联(chemical crosslinking)，形成紧密的网状结构(network structure)。交联反应本身是不可逆(irreversible)的化学反应，因此热固性塑料在加工后并不会如热塑性塑料般会受热软化，若温度过高则发生裂解而不会有软化变形的现象，如图1所示。

图1

常见的热固性塑料包括环氧树脂(epoxy)、酚系树脂(phenolics)、聚酯树脂(polyester)、PU(Polyurethane)等。

2．热塑性塑料(Thermoplastics)

热塑性塑料的高分子链间并无永久性的化学交联,只有微弱的物理作用力 (interaction)以及由于链间纠缠所造成的暂时性物理交联 (physical crosslinking)，此交联会随加工过程而有纠缠及去缠的现象，因此热塑性塑料会随加热而有软化变形乃至于流动的现象:随温度下降则有固化变硬的情形，为可逆过程 (reversible process)，如图2所示。

图2

3．结晶性与无定形塑料(Crystalline and Amorphous Thermoplastic)

热塑性塑料随其分子链排列情形叉可以分做结晶性及不定形两大类:

（l）结晶性(Crystalline)塑料

塑料高分子链排列整齐，在凝固过程中有晶核(nuclei)到晶球(spherulites)的生成过程，并依照固定样式排列高分子链。一般而言，由于具备晶格结构(lattice structure)，因此在发生相变化如熔解时，须突破结构的能量障壁(energy barrier)，使晶格结构崩溃。因此结晶性塑料具备明显的相转移温度及潜热(latent heat)值。结晶性塑料的特性为不透明(opacity)、在链排列方向及垂直排列方向不均匀的物理性质(各向异性，anisotropic)，以及明显而狭窄的相变化区域。

常见的结晶性塑料包括:PE(Xc=80%)、PP(Xc=5O%)、POM(Xc=99%)、PEO、PPO、Nylon(Xc=35%)等等。

（2）不定形或非晶性(Amorphous)塑料

塑料高分子链凌乱排列纠缠，未形成井然有序的排列结构，在凝固过程中没有晶核及晶粒生长过程，仅是自由的高分子链被"冻结"(frozen)的现象。就巨观而言，非结晶性塑料没有明显的相持移温度，熔化过程为一区域而非固定熔点。多具透明外观，各方向性质差异不大、物理性质较为均匀。常见的非结晶性塑料包括PS、AccyIics、PC、以及PVC等等。

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