高分子概論期末報告 主題：摩托車之材料分析 組員：49940004 魏伯翰 49940007 蔡育儒 49940031 鄞伯勳.

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1 高分子概論期末報告 主題：摩托車之材料分析 組員： 魏伯翰 蔡育儒 鄞伯勳

2 目錄 摩托車材料之分析 ABS之介紹 PMMA之介紹 天然橡膠、碳黑、二氧化矽之介紹 PVC塑膠皮之介紹 PU塗料 液晶材料

3 摩托車材料之分析 外殼：ABS 座墊外皮：PVC塑膠皮 車燈罩：PMMA 烤漆：PU塗料 輪胎：天然橡膠、碳黑、二氧化矽

4 顯示器：液晶材料 儀錶板盤：PMMA

5 外殼-ABS ABS樹脂是丙烯腈、1,3-丁二烯、苯乙烯三種單體的接枝共聚物，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，最常見的比例是A:B:S=20:30:50，此時ABS樹脂熔點為175℃。

6 ABS之性質 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，其抗酸、鹼、鹽的腐蝕能力比較強，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。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。

7 隨著三種成分比例的調整，樹脂的物理性能會有一定的變化：
1.1,3-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。 2.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。 3.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。

8 車燈罩與儀表板盤-PMMA PMMA （聚甲基丙烯酸甲酯），又稱做壓克力或有機玻璃，PMMA 樹脂是無毒環保的材料，具有良好的化學穩定性、和PMMA樹脂在破碎時不易產生尖銳的碎片。其應用範圍在汽機車工業（信號燈設備、儀錶盤等），醫藥行業（儲血容器等），工業應用（影碟、燈光散射器），電子產品的按鍵(特別是透明的），日用消費品（飲料杯、文具等）。

9 PMMA之性質 1.PMMA的重量較輕：PMMA的密度為1.19g/cm3 ，同樣大小的材料，其重量只有普通玻璃的一半，金屬鋁（屬於輕金屬）的43％。 2.PMMA的機械強度較高，是長鏈的高分子化合物，而且形成分子的鏈很柔軟，抗拉伸和抗衝擊的能力比普通玻璃高7～18倍。有一種經過加熱和拉伸處理過的有機玻璃，其中的分子鏈段排列得非常有次序，使材料的韌性有顯著提高。

10 3. 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。 5
3.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。 5.光學性、絕緣性、加工性及耐候性佳。 4.可見光：PMMA是目前最優良的高分子透明材料，透光率達到92％，透光率較高 ，比玻璃的透光度高，因此常作為燈罩的材料。

11 PMMA之製程 熱成型： 熱成型是將有機玻璃板材或片材製成各種尺寸形狀製品的過程，將裁切成要求尺寸的坯料夾緊在模具框架上，加熱使其軟化，再加壓使其貼緊模具型面，得到與型面相同的形狀，經冷卻定型後修整邊緣即得製品。加壓可採用抽真空牽伸或用對帶有型面的凸模直接加壓的方法。

12 輪胎-天然橡膠、碳黑、二氧化矽 鋼絲基本 輪胎原料 密合 粹鍊成型 輪胎原料 膠料混合 加硫 胎紋成型 生胎成型
輪胎的主要成分為天然橡膠，其他原材料包括有橡膠、石油、碳黑、二氧化矽和化學品用作製造其他特別的成分，之後進行加工和精煉。 鋼絲基本 輪胎原料 密合 粹鍊成型 輪胎原料 膠料混合 加硫 胎紋成型 生胎成型

13 天然橡膠 天然橡膠為異戊二烯的長鏈聚合物，這些長鏈聚合物在溫度高的時候會黏黏的，溫度低則會變的又硬又脆，所以用途有限。然而如果我們在生膠中混入硫去加熱，則會使橡膠變的有彈性，這是因為硫原子會與橡膠的長條分子產生橫向的鍵結，如此使得橡膠在被拉開放鬆之後還可以回到原來的狀態。這種加入硫而產生橫接的作用就稱為硫化作用。而橡膠中硫的含量會影響到它的硬度，含硫量越高，橡膠的硬度就越高。 

14 碳黑 碳黑，又名碳煙，是顏色非常黑、顆粒非常細的無定形碳的總稱，是在空氣不足的情況下燃燒碳氫化合物得到極細微碳黑粉，經與廢氣分離後得到之純黑粉末。 烴在800℃以上的高溫下，用數毫秒的時間進行碳化，就得到了碳黑。以天然氣和石油餾分為原料，在爐中進行部分燃燒，得到爐碳黑。另外根據原料和製法的不同有槽法、乙炔法、熱裂解法、燈法等，其用途也不相同。

15 由於碳黑可增加橡膠製品之硬度、抗張強度、耐磨性及抗撕裂性等，故主要作為各種橡膠之補強劑，其中尤以輪胎製造為最；另因碳黑顏色極黑、被覆力極強，亦為理想之黑色顏料 ，乾電池用導電劑，催化劑載體、超硬質合金材料。全球炭黑約有70％用於輪胎的製造，20％用在其他橡膠，其餘不到10％則用於塑料添加劑、染料、印刷油墨等工業。

16 二氧化矽(SiO2) SiO2晶體有多種晶型，其基本結構單元是四面體，每個Si周圍結合4個O，Si在中心，O在四個頂角；許多這樣的四面體又通過頂角的O相連接，每個O為兩個四面體所共有，即每個O與2個Si相結合。實際上，SiO2晶體是由Si和O按1：2的比例所組成的立體網狀結構的晶體。因此，通常用SiO2來表示二氧化矽的組成。

17 二氧化矽(SiO2)之性質 硬度大 耐高溫 耐震 電絕緣的性能

18 座墊外皮-PVC塑膠皮 聚氯乙烯簡稱 PVC，是由氯乙烯單體VCM聚合而成，它的開發已有 100 年的歷史，1925 年首先使用於商業用途。氯乙烯單體 VCM 的製造是以乙烯為原料，再與氯化氫作用分解，將500~2000單體的 VCM 聚合，即成為 PVC。由於一般 VCM 為氣態，因此必須在加壓下進行觸媒反應，才能得到固態的 PVC。

19 聚氯乙烯的特性為抗腐蝕、電的絕緣性良好、耐候性佳等，而且由於可以和其它樹脂共聚，並可與各種可塑劑等混合以改變其物理性質及增進機械性質，因此在工程上應用甚廣。聚氯乙烯以擠出成形，常被用於水管、電路導管或窗框材料，軟質混合材料的 PVC 管可以使用於電線、電纜的絕緣外皮，軟質 PVC 膜可做為浴簾、椅套等。

20 烤漆-PU塗料-聚胺酯塗料 聚胺酯塗料其主要成分為異氰酸酯是一類由異氰酸衍生出的酯，通式為R-N=C=O，是氰酸酯R-O-C≡N的異構體。根據分子中酯基個數的不同，可分為單異氰酸酯、二異氰酸酯等。二異氰酸酯可用於生產聚氨酯。

21 通常以少一個碳原子的胺為原料，通過與光氣反應引入異氰酸基。實驗室中，異氰酸酯可通過醯基疊氮的Curtius重排反應或異羥肟酸的Lossen重排反應製取。
異氰酸酯與醇反應生成氨基甲酸酯，以二異氰酸酯為原料可合成聚氨酯。二異氰酸酯與胺的反應可合成聚脲。脂肪族的異氰酸酯自身聚合，生成的三聚體稱為雙縮脲。

22 PU塗料之製程 塗料之製造程序主要牽涉物理攪拌與研磨，除了製造清（假）漆(varnish)的樹脂原料須先經煉製（cooking， 90～340℃，一般為 200℃）成為液態並發生化學反應外，其餘塗料之展色劑均以溶劑溶解成液狀物料。基本製造程序如圖 1 所示。 途一圖一、塗料製造程序

23 煉製後或以溶劑溶解的展色劑與其他原料首先以分散機攪拌均勻，以使顏料粒子充分為展色劑所溼潤。充分拌勻之漿料再經研磨機研磨，使顏料粒子更為細緻均一而溼潤。研磨後的漿料加入展色劑與溶劑以調整黏度，再進入分散機攪拌均勻，最後將過粗之粒子與雜質過濾即得成品，一般使用紗布或銅絲網以離心方式或普通之流透方式過濾。 粉體塗料之製造則僅涉及顏料與固態樹脂以研磨方式達到均勻的混合與分散之作業。

24 儀錶板-液晶材料 液晶是一種兼具液體的流動性與晶體的一定規則排列性的材料，所以稱為液態晶體。液晶的發現已有一世紀之久，早在西元1888年時，奧地利植物學家雷尼哲（Reintzer）在加熱安息香酸膽石醇時，意外地發現該物質的異常熔解現象，因為此物質加熱至攝氏145 度會熔解成白濁狀的液體，而且若再繼續加溫至攝氏179 度時，則呈現透明的均方向特質液體（均向液體）。反之，再從高溫逆轉降下時，也可以發現在攝氏179度以下時，透明液體漸漸轉成混濁狀，且下降至攝氏145度時又形成固體的結晶態。

25 從分子排列的有序性來進行劃分，那麼液晶可以分為三大類：向列型（Nematic，絲狀液晶）、近晶型（Smectic，層狀液晶）和膽甾型（Cholesteric，螺旋狀液晶）。
近晶相液晶的分子成層分佈、排列整齊，層內分子的長軸互相平行，其規整性接近晶體，表現出二維有序性，但分子質心在層內無序分佈，可自由平移，故又有流動性，但粘度很大。因為近晶相液晶的分子排布具有高度有序性，所以近晶相液晶經常出現在較低溫度區域內。不同的近晶相液晶一般具有單軸或雙軸正光性或各向同性。

26 向列相液晶由長徑比很大的棒狀分子組成，分子不排列成層，只在長軸方向上保持相互平行或近於平行，分子質心沒有長程有序性，分子間短程作用微弱，屬 Vander Waals 引力。向列相液晶又分為經典向列相和群聚向列相。

27 膽甾相液晶的分子呈扁平層狀結構，分子的長軸與層的平面平行，層與層之間的重疊呈螺旋狀結構，且多為左旋（逆時針方向轉動）。當不同層的分子長軸排列沿螺旋方向經歷360°的旋狀後，又回到初始取向，這個週期性的層間距稱為螺距（P）。

28 液晶材料之性質 1.光電效應： 動態散射：把某種向列型液晶放在兩個特定的電極之間，逐漸增加靜電壓。電壓不是很大時（1V 左右），液晶對光僅僅進行鏡面反射。當電壓增大到某一閥值時（5V 左右），液晶在光的照射下會出現明暗相間的條紋。電壓繼續增大，到達另一閥值時，液晶會對光進行漫反射。

29 光軸的轉動：分子軸按一定方向取向的向列型液晶和近晶型液晶都具有光學單軸性。在一般情況下光軸與分子軸方向一致。對這種液晶施加電場時，由於介電常數的各向異性，分子軸在最初狀態一致會朝向另一方向。
2.熱效應： 向列型液晶的折射率的各向異性隨溫度升高而降低。 溫度的改變能使近晶型液晶的光軸方向發生變化。

30 資料來源 PMMA http://www.baike.com/wiki/PMMA ABS樹酯
PU塗料 行業製程減廢及污染防治技術－塗料、染料及顏料製造業介紹

31 液晶材料 液晶顯示器 黃素真 液晶材料的性質與應用(蔡斌、何涛、姜杰、张颂昕) 聚氯乙烯 二氧化矽 碳黑

32 工作分配 資料收集： 蔡育儒(天然橡膠、液晶材料) 魏伯翰(碳黑、二氧化矽、PVC塑膠皮) 鄞伯勳(ABS、PMMA、PU塗料)
資料統整：蔡育儒 PPT製作：蔡育儒

33 END