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設計材料與加工

設計材料與加工. 塑膠. 起雲劑. 起雲劑（英語： clouding agent ） 為食品添加劑的一種 幫助食品的乳化 經常使用於運動飲料、非天然果汁及果凍、果醬、濃糖果漿、優酪乳粉末等食品中 讓飲料避免混合物沉澱或油水分離，並可增加飲料中的白霧感及濃稠感 通常由阿拉伯膠、乳化劑、葵花油、棕櫚油等多種食品添加物混合製成 食品標示中若有安定劑、乳化劑，都是起雲劑的類似產品. 塑化劑事件. 台灣在 2011 年 5 月底爆發 「起雲劑」使用廉價的工業用塑化劑 影響範圍亦擴及糕點、麵包和藥品等 與 2008 年中國大陸爆發的「三聚氰胺事件」並論

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設計材料與加工

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  1. 設計材料與加工 塑膠

  2. 起雲劑 • 起雲劑（英語：clouding agent） • 為食品添加劑的一種 • 幫助食品的乳化 • 經常使用於運動飲料、非天然果汁及果凍、果醬、濃糖果漿、優酪乳粉末等食品中 • 讓飲料避免混合物沉澱或油水分離，並可增加飲料中的白霧感及濃稠感 • 通常由阿拉伯膠、乳化劑、葵花油、棕櫚油等多種食品添加物混合製成 • 食品標示中若有安定劑、乳化劑，都是起雲劑的類似產品

  3. 塑化劑事件 • 台灣在2011年5月底爆發 • 「起雲劑」使用廉價的工業用塑化劑 • 影響範圍亦擴及糕點、麵包和藥品等 • 與2008年中國大陸爆發的「三聚氰胺事件」並論 • 塑化劑的毒性是三聚氰胺的20倍

  4. 塑膠產品的特性-機械性 • 耐衝擊性：PC板具強韌之耐衝擊性，比傳統玻璃強250倍，比壓克力強30倍。 • 抗拉強度：PC板耐熱性佳，故即使在120℃，其抗拉強度仍達350Kgf/c。 • 抗折強度及抗折模數：PC板抗折性良好，即使彎曲角度達 80-90°，仍不斷裂。 • 抗疲勞與抗潛變性：PC板之抗潛變性為熱可塑性塑膠中最優者之一，即使高溫下其潛變值仍小，應力緩和亦小。

  5. 塑膠產品的特性-熱性質 • 熱變形溫度：PC板之熱變形溫度為135℃，其連續使用最高溫度約120℃。 • 線膨脹係數：屬線膨脹係數較小之合成樹脂之一。 • 脆化溫度：PC之脆化溫度與一般塑膠相比極低，約為-135℃連續使用最低溫度約-30℃。 • 燃燒性：PC板屬難燃性塑膠之一，其在高溫加熱時不會產生有毒氣體。 • 熱傳導率：PC板之熱傳導率與一般合成樹脂無很大差異，為玻璃性之1/4，鐵之1/300，鋁之1/1000，銅之1/2000，屬得溫性良好之材料。

  6. 塑膠產品的特性-光學性質 • 透光率 ：1mm 厚PC板之透光率為90 %，5mm厚之透光率為85%，故與玻璃相當。 • 耐候性：一般PC板長期曝露室外，受紫外線照射將引起黃變及表層劣化。另PC板表面附有一層抗UV層，即使長期曝露室外其光學、機械性質均無顯著變化。

  7. 塑膠產品的特性-其他 4.遮音性質 • 同樣厚度下PC板在高頻率之遮音效果較玻璃為佳。 5.重量性 • 相同厚度及面積下，PC板之重量為玻璃的一半，可大量節省搬運與施工的難度及運費。

  8. 塑膠產品的特性-缺點 • 強度.硬度.延展性及耐磨性低. • 不耐熱且尺寸安定性差. • 不易承受大負荷,且低溫脆性,高溫易變形.燃燒會有毒性.

  9. 塑膠家族表 塑膠 熱塑性塑膠 熱固性塑膠 泛用塑膠 工程塑膠 合金塑膠 PPO+PS, PC+ABS, PC+PBT, PC+PET, PA+PP, PBT+PET… UP,EP,PF,UF, SI,PU,MF,PI, PABM,BT,DAP 非結晶性 PS,PVC ABS,TPU PMMA 泛用工程塑膠 高性能工程塑膠 結晶性 PE,PP 結晶性 PA,POM, PET,PPT 非結晶性 PC,PPO 非結晶性 PSF,PES PEI,PAI, PAR 結晶性 PPS,LCP, PEEK,POB, TPI,PPA, PCT,PEN, PEK,PTFE, PTES

  10. 塑膠的種類 • 一般而言，塑膠原料可大分為兩大類：「熱塑性塑膠」及「熱固性塑膠」。 • 熱塑性塑膠在常溫下通常為顆粒狀，加熱到一定溫度後變成熔融的狀態，將其冷卻後則固化成型 • 熱固性塑膠則是加熱到一定溫度後變成固化狀態，即使繼續加熱也無法改變其狀態。

  11. 塑膠回收再利用 • 熱塑性塑膠若再次加熱則又會變成熔融的狀態，而可進行再次的塑化成型。 • 熱塑性塑膠可經由加熱熔融而反覆固化成型，所以熱塑性塑膠的廢料通常可回收再利用，亦即有所謂的「二次料」 • 熱固性塑膠無法經由再加熱來反覆成型，所以熱固性塑膠的廢料通常是不可回收再利用的。

  12. 熱塑性塑膠-1 • 聚乙烯(PE):分為低密度聚乙烯(LDPE)與高密度聚乙烯(HDPE)耐熱度LDPE(82-100度C) HDPE(121度C) • 聚丙烯(PP):耐熱(93-160度C) • 聚苯乙烯(PS):耐熱性 (60~80度C) • ABS樹脂:耐熱度(88-110度C) • 聚氯乙烯(PVC):耐熱度(66-79度C) • 壓克力樹脂:耐熱度(60-93度C)

  13. 熱塑性塑膠-2 • 尼龍(PA):耐熱度(79-121度C) • POM:耐熱度(85-104度C) • 聚碳酸酯(PC):耐熱度(121度C) • 氟類樹脂:耐熱度(177-199度C) • 纖微素類樹脂:耐熱度(60-104度C) • 聚乙烯對苯二甲酸酯(PET):耐熱度不高(40度以上會出現影響染色體物質)

  14. 熱塑性塑膠產品 • 縮醛塑膠(PA):蓮篷頭 • 氟碳塑膠(PC):安全帽 • 聚乙烯(PE):保鮮膜.塑膠袋 • 聚丙烯(PP):電視機外殼.電器絕緣件 • 聚苯乙烯(PS):保麗龍 • 聚氯乙烯(PVC):塑膠管件.電線及電纜之絕緣包覆. • GR-S:輪胎 • 尼龍:紡織品.襪子.降落傘繩子. • 壓克力:擋風鏡.燈罩.招牌廣告.

  15. 熱塑性塑膠產品- PET • 俗稱「寶特瓶」，透明、不透氣、耐酸鹼，是碳酸飲料的最佳包材，也廣泛運用於其他飲料等物品的容器。 • 最初是做為人造纖維，及底片、磁帶等。 • 瓶身屬吹瓶法製造，故瓶底中央有一原點。 • 透明塑膠瓶，瓶底有一圓點。

  16. 熱塑性塑膠產品- PET

  17. 熱塑性塑膠產品- PVC • PVC與PET的優點同屬透明材質，早期許多況泉水的包裝就是採用PVC瓶。 • 但PVC由於製造過程可能因部分單體聚合不完全而釋放致癌物，因此並不適於裝填食品級物質，現多已改用PET瓶。 • 應用於工業產品中，如人造皮革、雨衣、水管、電線、電纜的覆皮等。其材質可塑性極佳。 • 透明塑膠瓶，瓶底有一橫線。

  18. 熱塑性塑膠產品- PVC

  19. 熱塑性塑膠產品- PE • 家中一些裝填鮮奶、沐浴乳、洗髮精的非透明容器就是PE，目前市面上各種半透明或不透明的塑膠瓶幾乎都是PE所製造。 • PE耐酸鹼性優良，材質較軟、具彈性，可作保鮮模及塑膠袋等。 • 半透明或不透明的塑膠瓶幾乎都是PE瓶。

  20. 熱塑性塑膠產品- PE

  21. 熱塑性塑膠產品-PP • 100%鮮果汁容器就是PP瓶，其最大特點是耐高溫，特別適於裝填豆漿、米漿等需要蒸氣消毒的製品。 • PP其硬度較PE高，因此多用以製造容器瓶蓋，直接用於製造容器瓶身的反而不多。 • 較大的盛器像水桶、垃圾桶、籃子等多是以PP或PE做成 • 由於其具備耐高溫的特性，餐廳中經常使用到的粉紅色或白色塑膠免洗餐具(碗、杯、碟、盤等)也是PP材質 • 材質具韌性及彈性，不易撕裂。

  22. 熱塑性塑膠產品-PP

  23. 熱塑性塑膠產品-PS • 養樂多、健健美等乳酸製品就是PS瓶 • 會議中提供之白色免洗杯亦是PS材質 • 即可拍相機、電話機等也是PS所製 • 其材質較硬、較脆，不具彈性 • 材質硬度高、易碎、不具彈性，易撕裂

  24. 熱塑性塑膠產品-PS

  25. 熱固性塑膠-酚甲醛樹脂(電木) • 酚與甲醛聚合而成，又稱酚醛塑膠，乃熱固性塑膠中的重要產品，工業上稱電木。 • 所有熱固性塑膠均含兩項主要成分----膠合劑和填料。 • 膠合劑一般係指樹脂而言，由不同配方所製成，依最終製品所要求之性質而定。 • 合成樹脂或膠合劑乃最受重視的成分，也是塑膠混合料中最貴的成分。

  26. 酚塑膠重量屬中等，比重約1.25~1.55。質硬，壓縮強度大。唯曲折強度低。其電性極佳。能耐低溫，可忍受加熱至400華氏溫度，熱之傳導性差。耐化學性方面，可禦水、醇類、滑脂、油類一般家用化學品。酚塑膠重量屬中等，比重約1.25~1.55。質硬，壓縮強度大。唯曲折強度低。其電性極佳。能耐低溫，可忍受加熱至400華氏溫度，熱之傳導性差。耐化學性方面，可禦水、醇類、滑脂、油類一般家用化學品。 主要應用如下： 電氣零件 抽屜及電視機外殼 器具把手 洗衣機攪拌器 照相顯影盤及藥品槽 合版用耐水膠水 特殊發泡製品 熱固性塑膠-酚塑膠

  27. 熱固性塑膠-尿素樹脂 • 如酚塑膠，尿素塑膠也是由膠合劑和填料組成。所不同的是用量比例相異而已。 • 尿素樹脂係在觸媒存在下使尿素與甲醛反應而得。填料則不用木粉，而改採纖維素木漿(cellulose pulp)。 • 尿素塑膠成形品為半透明(多數酚塑膠製品則為不透明)。

  28. 尿素塑膠比重為1.47-1.55，較一般塑膠略重，具有特殊耐壓和曲折強度，表面極硬，原樹脂成半透明，故著色範圍極廣。尿素塑膠比重為1.47-1.55，較一般塑膠略重，具有特殊耐壓和曲折強度，表面極硬，原樹脂成半透明，故著色範圍極廣。 尿素塑膠之主要應用為： 桌面材料 浴槽 碗盤 接著劑 電器零件 照明器材 表面塗料 紙與織物之上漿 熱固性塑膠-尿素樹脂

  29. 熱固性塑膠-環氧樹脂 • 環氧樹脂也是商業上的一種新製品。它是著名的金屬對金屬的接著劑 • 環氧樹脂拉伸強度高，壓縮及耐擊強度亦極優良 • 經玻璃纖維強化的環氧樹脂，拉伸強度高達65000PSI，較之結構鋼鐵的60000PSI猶有過之 • 它幾乎對任何材料之表面皆能粘著，這是它最奇特的性質。電性之佳也是無與倫比的。它具有極大的化學惰性，不怕化學品之侵襲。耐熱度高達華氏600度。

  30. 熱固性塑膠-矽脂 • 矽氧樹脂是所有塑膠中耐熱性最傑出的一種 • 它製成的產品由液態至固態均有 • 它的電性極佳，故成為良好的電絕緣材料 • 一般耐熱至華氏500度，以玻璃纖維強化後可耐熱至900度 • 它幾乎具有完全的化學惰性。它不與多數有機聚合物相容，故廣被用為塑膠、橡膠、玻璃、金屬的離型劑 • 矽氧樹脂也是重要的消泡劑潤滑劑和擦亮劑

  31. 熱固性塑膠-三聚氰銨 • 氰氮化鈣與甲醛製成。這種塑膠習稱美腊明(melamine)，為新型的熱固性塑膠。 • 它雖與尿素塑膠酷似，但在許多重要方面卻優良甚多。第一，三聚氰胺製成之塑膠品耐水性更佳。其次，由於耐熱性更高，在高溫時仍能維持其不透明色而不變暗。 • 這種色彩輕淡的塑膠受輕鹼輕酸和一般溶劑之影響，則較之尿素塑膠製成的彩色塑膠更為厲害。

  32. 熱固性塑膠-三聚氰銨 • 成形材料硬度較大，因而成形品也較脆。這種樹脂的主要用途是： • 成形材料 • 接著劑 • 化妝版用樹脂 • 塗料 • 紙及纖維加工用樹脂 • 變性及共縮合樹脂等

  33. 塑膠成型方法--原理 將塑膠從原料加工製成零件或是最終成品，除了使用切割或顧著程序之外，還需考慮到塑膠的可塑性。塑膠成型方法的原理不外： • 把塑膠材料加熱使之軟化或易於彎曲。 • 加壓成預定形狀。 • 將預定形狀固定保持。

  34. 主要五種塑膠成型方法 • 模塑 • 澆鑄 • 熱成型 • 補強 • 發泡

  35. 塑膠成型方法-模塑成型 將粉末狀、小粒狀的塑膠材料，加熱軟化後利用壓力使其依據模子形成預定形狀的方法。 模塑成型法可在分成： • 壓縮成型、移送成型、射出成型、擠壓成型、吹瓶成型、滾延成型

  36. 塑膠成型方法-模塑成型-壓縮成型 • 這是一般熱硬化塑膠最常用的成型法。 • 程序： 取適量塑膠粉末或粒子與填充劑混合後，置於金屬模子之模腔，並升高溫度已預熱乾燥，在137~193度C 之間加熱，關閉模子，在高壓下，塑膠材料及融化，注滿模子的模腔。待硬化後減低壓力，即可將塑件取出。 • 一般面積大、凹凸較深的製件，最宜用壓縮成型法，常見製品如，塑膠板、電器外殼等。

  37. 塑膠成型方法-模塑成型-移送成型 • 零件較複雜或需在塑膠中埋入精緻金屬件時，適合此法。 • 移送成型法適於硬化期較慢的熱硬化性塑膠。 • 程序： 將塑膠材料至於移送室加熱，使其液化後，由活塞加壓經澆口推送至加熱的模腔中，硬化後打開模子將塑件取出。 • 常見製品如，分電盤蓋子等。

  38. 塑膠成型方法-模塑成型-射出成型 • 專用於熱可塑性材料，可高速大量生產。 • 程序： 將粉狀或粒狀的塑膠材料至於漏斗中，再送入加熱筒中受熱，活塞推送熔化的塑膠經過分流梭分散，在高壓的情況下經由噴嘴射入閉合的冷模中。待冷卻硬化後，打開模子取出塑件。此法的製品常有明顯的入膠口，及一道分模線。 • 常見製品如，玩具、各種容器、零件等。

  39. 塑膠成型方法-模塑成型-擠壓成型 • 熱可塑性塑膠的加工法之一，成品常具有各種截面，如棒狀、管狀、板狀等之連續性製品。 • 程序： 將粉狀或粒狀的塑膠材料至於漏斗中，通過迴轉螺桿的加熱筒中，加熱軟化。塑膠受壓力而向外推送，通過開放模頭而成型。經冷卻硬化後，再加以裁切或捲取。模頭的截面決定成品的形狀大小。 • 常見製品如，水管、電線包膠等。

  40. 塑膠成型方法-模塑成型-吹瓶成型 • 製造中空完整容器的方法之一。不易嚴格控制成品厚度，無法做到突然改變壁厚。 • 程序： 將熱可塑性塑膠先由擠壓機擠壓，經過開縫模擠出而形成型胚，趁型胚甚熱時將模型閉合，並將型胚一端封閉，自另一端通入高壓氣體，使其膨脹緊貼模腔成型，待硬化後打開模子取出塑件。 • 常見製品如，寶特瓶等。

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