高分子材料概論:冰箱材料 組員:49840068 柯志穎 49840080 邱詩芩 49840092 張銘文

目錄: 冰箱結構圖 我們所要介紹的材料: 1.聚氯乙烯:PVC 2.樹脂:ABS 3.聚甲基丙烯酸甲酯:PMMA 4.耐衝擊性聚苯乙烯:HIPS 5.聚氨酯 :PU

冰箱的結構圖 自家冰箱 PMMA 隔板 PU 絕熱發泡材料 ABS、HIPS 內襯

冰箱後面的示意圖 PVC 纜線

一.聚氯乙烯:PVC 聚氯乙烯（PolyVinyl Chloride，簡稱作PVC）是一種使用一個氯原子取代聚乙烯中的一個氫原子的高分子材料。 結構 − CH2 − CHCl − CH2 − CHCl − CH2 − CHCl −

PVC的性質 聚氯乙烯的最大特點是耐燃，因此被廣泛用於防火應用。但是聚氯乙烯在高溫下的燃燒過程中會釋放出氯化氫、氯氣和其他有毒氣體。 聚氯乙烯的燃燒分為兩步。先在240℃-340℃燃燒分解出氯化氫氣體和含有雙鍵的二烯烴，然後在400-470℃發生碳而燃燒。 物理和化學性質穩定；不易被酸、鹼腐蝕；比較耐熱。

PVC的生產及應用 聚氯乙烯可由乙烯、氯及催化劑經取代反應製成。由於其防火耐熱作用，聚氯乙烯被廣泛用於各種產品上： 與廣告牌、建築裝潢用品、傢俱、掛飾、滾輪、喉管、玩具、門簾、捲門、輔助醫療用品、手套、某些食物的保鮮紙、某些時裝……等。 聚氯乙烯是由氯乙烯單體（VCM）聚合而成。因為其分子中57%的質量是氯元素。所以它和其它的塑料相比，相同的質量中所耗用的石油較少，然而，因為這種塑料的相對密度較大，而且在生成氯的過程中也要耗用其它能量，使得它在很多應用領域失去了優勢，而且燃燒PVC也會產生世紀之毒戴奧辛，這些都是我們在使用材料上應該去留意的。

PVC的生產及應用<續> PVC生產是利用懸浮聚合加工製成的。將純水、液化的VCM單體、分散劑加入到反應槽中，然後加入引發劑和其它助劑，升溫到一定溫度後VCM單體發生自由基聚合反應生成PVC顆粒。持續的攪拌使得顆粒的粒度均勻，並且使生成的顆粒懸浮在水中。因為PVC的密度比VCM的密度大。反應過程中隨著PVC的不斷產生，反應釜內液相的體積會不斷收縮，必須不斷加入純水以維持適當的壓力。在不同的聚合溫度下，VCM聚合生成PVC的聚合度不同。控制不同的聚合溫度可以生成不同種類的PVC樹脂。

二.ABS樹脂 ABS樹脂（丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物，ABS是Acrylonitrile Butadiene Styrene的首字母縮寫）是一種強度高、韌性好、易於加工成型的熱塑型高分子材料。 機車殼ABS材料

ABS的結構 結構 ABS樹脂是丙烯腈（Acrylonitrile）、1,3-丁二烯（Butadiene）、苯乙烯（Styrene）三種單體的接枝共聚物。它的分子式可以寫為（C8H8·C4H6·C3H3N）x，但實際上往往是含丁二烯的接枝共聚物與丙烯腈-苯乙烯共聚物的混合物，其中，丙烯腈佔15%~35%，丁二烯佔5%~30%，苯乙烯佔40%~60%，最常見的比例是A:B:S=20:30:50，此時ABS樹脂熔點為175℃。 1,3-丁二烯為ABS樹脂提供低溫延展性和抗衝擊性，但是過多的丁二烯會降低樹脂的硬度、光澤及流動性； 丙烯腈為ABS樹脂提供硬度、耐熱性、耐酸鹼鹽等化學腐蝕的性質； 苯乙烯為ABS樹脂提供硬度、加工的流動性及產品表面的光潔度。

ABS的性質 ABS樹脂是微黃色固體，有一定的韌性，密度約為1.04~1.06 g／cm3。它抗酸、鹼、鹽的腐蝕能力比較強，也可在一定程度上耐受有機溶劑溶解。 ABS樹脂可以在-25℃~60℃的環境下表現正常，而且有很好的成型性，加工出的產品表面光潔，易於染色和電鍍鍍。因此它可以被用於家電外殼、玩具等日常用品。常見的樂高積木就是ABS製品，是日常還滿常見的塑膠原料。 ABS樹脂可與多種樹脂配混成共混物，如PC／ABS、ABS/PVC、PA／ABS、PBT／ABS等，產生新性能和新的應用領域，如：將ABS樹脂和PMMA混合，可製造出透明ABS樹脂，因為PMMA的透光性好才能達到這樣的效果。

ABS的生產 ABS有兩種主要的工業生產方法： 1.將丙烯腈-苯乙烯共聚物（AS）與聚丁二烯（B）混合，或這將兩種膠乳混合後再共聚； 2.在聚丁二烯膠乳中加入丙烯腈及苯乙烯單體進行接枝共聚。 生產1公斤ABS樹脂需要的原料和能源大約相當於生產2公斤石油。 奇美實業是世界上最大的ABS樹脂生產商，其在臺灣台南及中國鎮江的工廠每年大約生產130萬噸ABS樹脂。

三.聚甲基丙烯酸甲酯:PMMA 聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethylmethacrylate，簡稱PMMA，英文Acrylic），又稱做壓克力或有機玻璃，在香港多稱做阿加力膠，具有高透明度，低價格，易於機械加工等優點，是平常經常使用的玻璃替代材料。 聚甲基丙烯酸甲酯的單體為甲基丙烯酸甲酯（MMA，壓克力單體）。 奇美實業股份有限公司的PMMA

PMMA的結構 PMMA的結構可分為兩種: 1.物理性質: PMMA的密度比玻璃低：PMMA的密度大約在1150-1190 kg/m3，是玻璃(2400-2800 kg/m3)的一半； 金屬鋁（屬於輕金屬）的43％。 PMMA的透光率較高 PMMA的機械強度較高 PMMA的熔點較低：PMMA的熔點約130–140 °C (265–285 °F)比玻璃約1000度的高溫低很多。

PMMA性質(續) 2.化學性質: 由於其較大的枝鏈，聚甲基丙烯酸甲酯的黏度較高，因此在使用熱加工方法時加工速度比較慢，有機玻璃不但能用車床進行切削，鑽床進行鑽孔，而且能用丙酮、氯仿等粘結成各種形狀的器具，也能用吹塑、注射、擠出等塑料成型的方法加工成大到飛機座艙蓋，小到假牙和牙托等形形色色的製品。

PMMA的生產方法 聚甲基丙烯酸甲酯常以澆注模的方式直接進行聚合反應而得壓克力板，應用此種方式所生產之壓克力板材常具有容易變化色彩之特色，因而板材之色系較為完全。另外，聚甲基丙烯酸甲酯亦常由壓克力粒子經由押出機進行板材之生產，量大且快速是為此種生產方式之等特色。

4.耐衝擊性聚苯乙烯（HIPS） 耐衝擊性聚苯乙烯是通過在聚苯乙烯中添加聚丁基橡膠顆粒生產的一種抗衝擊的聚苯乙烯產品。這種聚苯乙烯產品會添加微米級橡膠顆粒並通過枝接的辦法把聚苯乙烯和橡膠顆粒連接在一起。當受到衝擊時，裂紋擴展的尖端應力會被相對柔軟的橡膠顆粒釋放掉。因此裂紋的擴展受到阻礙，抗衝擊性得到了提高。

HIPS性質 耐 衝 擊 級 聚 苯 乙 烯 ( HIPS ) 特 性 : 1.低 殘 留 單 體 量 2.良 好 加 工 性 HIPS的性質和用作impact modifier的聚丁二烯的微觀結構以及分子量以及在聚合時攪拌情況或減應速率、聚合溫度、以及所加入聚丁二烯的量相關。 耐 衝 擊 級 聚 苯 乙 烯 ( HIPS ) 特 性 : 1.低 殘 留 單 體 量 2.良 好 加 工 性 3.耐 熱 性 佳 4.高 衝 擊 強 度 5.底 色 穩 底 色 穩 定

HIPS的應用 抗衝擊性PS具有加工性、良好的性能和低價格且被用來製作很多有關家用產品或是工業產品。主要領域有一次性用品、儀器儀表、家用電器或是食品包裝材料飲料餐具等…。近年來特種產品成為HIPS產品開發重點。新開發的HIPS產品在某些應用領域上可與工程塑料競爭，有的比現有的產品質量高很多，像是冰箱內壁及內部零件都逐漸使用HIPS當作耐衝擊材料，取代了原本高價的工程塑料。

5.聚氨酯 :PU 聚胺酯（英語：Polyurethane，IUPAC 縮寫為 PUR，一般縮寫為PU）是指主鏈中含有胺基甲酸酯特徵單元的一類高分子。這種高分子材料廣泛用於黏合劑、塗層，低速輪胎，墊圈，車墊等工業領域。在日常生活領域聚氨酯被用來製造各種泡沫和塑料海綿。 聚氨酯是指具有氨基甲酸酯結構的高分子材料，生產反應見下圖：

PU的性質 化學性質: 聚胺酯抗多種酸鹼和有機溶劑侵蝕，因此經常被用在橡膠產品在惡劣環境下的替代品。 物理性質: 聚胺酯的力學性能具有很大的協調性。通過控制結晶的硬段和不結晶的軟段之間的比例，聚胺酯可以獲得不同的力學性能。 因此其製品具有耐磨、耐溫、加工性能好、可降解等優異性能。

PU的生產與應用 在當今能源緊缺的情況下，聚氨酯材料可以作為牆體內層塗料，以達到室內保溫效果。聚氨酯是生活中最常見的一種高分子材料，廣泛應用於製作各種「海綿」製品。以及避震、抗摩擦用途的彈性材料，例如鞋底、坦克的履帶襯底和田徑運動的跑道。以及天然橡膠的替代品例如醫用製品等…。 按異氰酸、多元醇和水等的配比不同，可以合成硬泡和軟泡等泡沫材料，聚氨酯硬質泡沫導熱係數小，硬度高，被廣泛應用於汽車、冰箱等腔體，該填充會使產品的保溫效果更好。

工作分配: 柯志穎:找資料、統整資料 邱詩芩:找資料、討論編排方式 張銘文:找資料、提供意見

參考資料: http://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%81%9A%E6%B0%A8%E9%85%AF http://zh.wikipedia.org/wiki/PMMA http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E8%81%9A%E8%8B%AF%E4%B9%99%E7%83%AF http://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%81%9A%E6%B0%AF%E4%B9%99%E7%83%AF http://zh.wikipedia.org/wiki/ABS%E6%A0%91%E8%84%82 (維基百科上的資料↑) http://www.seafar.cn/zh-tw/seafar_Affiche_160080.html (成都森發橡塑有限公司) http://a-new-motorcycle.blogspot.com/2011/01/2011-cbr-600-rr-abs.html (New Motorcycle )圖片 http://www.ttc.com.tw/dirProduct/frmProduct3.aspx (台達化學工業股份有限公司) http://www2.thu.edu.tw/~chemeng/TEACH/HSUC.HTM (徐武軍副教授 編撰) http://www.acrylicap.com/CH/info1.asp?str_upno=C_A04&str_no=C_A04 (壓克力專業網站)

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