熱塑性塑膠是一種在加熱後會變軟、冷卻後又變硬的塑膠,可以重複使用,是我們生活中最常見的塑膠種類,比如寶特瓶、食品容器、塑膠袋等。
四個重要溫度
在使用熱塑性塑膠時,有四個關鍵溫度需要了解:
玻璃轉化溫度(Tg)
塑膠開始從硬脆變成有彈性的溫度。
熱變形溫度
塑膠開始變形、軟化的溫度,但還沒融化。
熔點(Tm)
塑膠完全熔化變成液體的溫度。
熱裂解溫度
塑膠過熱後分解、損壞的溫度。
舉個例子來看:
假設某種塑膠有以下特性:
Tg(玻璃轉化溫度):-10°C
熱變形溫度:80°C
熔點:150°C
熱裂解溫度:280°C
那它在不同溫度下會有以下行為:
低於 -10°C(如 -20°C):變得很脆,容易裂。
30°C:有彈性,適合一般使用。
100°C:變得軟趴趴,但還沒融化,強度下降。
180°C:完全熔化成液體狀態。
超過 280°C:分解、變質,不能再用了。
熱塑性塑膠又分為兩類:結晶型和非結晶型,它們的加熱行為不同:
非結晶型塑膠(如 PMMA、PC):
加熱後會慢慢變軟,沒有明顯熔點,過程漸進。
結晶型塑膠(如 PE、PP):
加熱時一開始變化不大,到達熔點時會突然融化,熔點明確。
冷卻後的收縮也比非結晶型大。
溫度越高,分子活動越劇烈,密度下降,比容積增加。
意思是塑膠會變膨脹、變軟。
結晶型塑膠在低溫下不太膨脹,熔點一到就快速融化;非結晶型則慢慢軟化。
在有壓力下加熱時,塑膠的變化會比較小,比如 Tg 或熔點會略降低,這是因為分子移動空間變小了。
熱塑性塑膠是一種可以重複加熱使用的塑膠材料,只要掌握好它的 Tg、熱變形溫度、熔點與熱裂解溫度,就能確保加工品質與產品穩定性。選擇材料時,也要注意它屬於結晶型還是非結晶型,因為它們加熱後的行為差異很大。
參考資料:https://www.researchmfg.com/2010/07/thermo-plastics/