機械工程應用中，緊固件製造在材料的選擇上需要謹慎的評估，以確保緊固件達到最佳的性能和使用壽命。採用允拓材料的緊固件不僅能保證您的生產效率，更是為了維護您的製程使用系統。如何選擇適合材料，可以藉由我們與客戶交流，溝通做到最佳化的結果。允拓的一貫品質政策、智慧製造、信賴口碑和成本效益，是我們產品核心競爭優勢，更是您的後盾，選擇我們的工程塑膠螺絲，讓您無後顧之憂。
在這篇BLOG文章中，我們將介紹允拓工程塑膠螺絲常用的主要材料特性/優勢、其物理和化學特性，例如溫度耐受性、耐化學腐蝕性和機械強度等等。並舉例說明這些特性如何影響產品性能和選擇。最後，為您整理選擇允拓材料塑膠螺絲能夠幫您解決什麼問題。
與泛用塑膠(如聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚苯乙烯PS及聚氯乙烯PVC)比較，工程塑膠通常會具有較佳的耐熱性、剛性、韌性，或者長期抗蠕變性。日本工程塑膠協會將工程塑膠定義為：「適用於結構用途和機器零件以及工業用途，耐熱性超過100℃的高性能塑膠。」若以長期的耐溫性來說，有些人認為超過150℃者才可稱高性能工程塑膠。
大部份可耐高溫的聚合體皆具有芳香族結構，且為結晶性材料。芳香族結構亦使聚合體具有剛硬性、較高強度及模數。這種具有高強度及高耐溫性的工程塑膠通稱為高性能工程塑膠，常見的有PPS(聚苯硫醚)、PSU(聚碸)、PES(聚醚碸)、PAS(聚芳香碸)、PEI(聚醚醯亞胺)、PAI(聚醯胺醯亞胺)、PEEK(聚醚醚酮)、PEK(聚醚酮)、LCP(液晶聚合物)、PA6T共聚合體等。其他工程塑膠還有TPX聚烯烴(4-甲基戊烯)、PC(聚碳酸酯)，以及各種氟碳聚合體如PTFE(聚四氟乙烯)、PVDF(聚偏二氟乙烯)、ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚合體)、PCTFE(聚氯三氟乙烯)、PFA(四氟乙烯和全氟醚的共聚物)等。
工程塑膠材料性能包括:
1. 熱性質：玻璃轉化溫度(Tg)及熔點(Tm)高、熱變形溫度(HDT)高、長期使用溫度高、使用溫度範圍大、熱膨脹係數小。
2. 機械性質：高強度、高機械模數、蠕變性低、耐磨損、耐疲勞性。
3. 其他：耐化學品性、優良的抗電性、耐候性、尺寸安定性佳。
以下逐項介紹PEEK、PPS 、PVDF三種不同的工程塑膠樹脂：
PEEK（聚醚醚酮）
PEEK（聚醚醚酮）的物理和化學特性：
◆溫度耐受性
PEEK在高溫環境下能夠保持穩定性，長期使用溫度240℃(464℉)，短時可承受300℃(570℉)高溫。具有優異的阻燃性 UL94 V-0，低釋氣特性，其耐熱水性，可在315℃的蒸汽中連續使用，以上性能均超越其他工程塑膠。
◆耐化學腐蝕性
PEEK表現卓越的耐化學性，具有抵抗酸、鹼、有機溶劑和腐蝕性氣體的特性。這使得PEEK在極端化學環境中能夠保持穩定性，不受腐蝕影響。
◆機械強度
PEEK擁有優異的機械性能，其拉伸強度約為 90 MPa(13,000 psi)，而模量在 3.6 GPa(530,000 psi)左右。在耐化學藥品要求之下的材料選擇，相較於其他氟素樹脂之拉伸強度表現，PEEK的機械性能確實是明顯高出許多，如下表:
這使得PEEK成為高要求應用的理想選擇，如承受高壓力和高負載的工業機械組件。
◆抗磨損性
PEEK材料表現出色的抗磨損性，這使得該製品部件在高磨損環境中能夠保持穩定性，延長使用壽命，尤其適用於機械組件和螺絲應用。
◆低介電常數
低介電塑膠常用於高頻電子設備、通信系統和光纖通信等。隨著電子零件越做越小，PEEK的低介電系數，可解決無線電通訊高頻電波轉移的熱能而產生傳輸損耗，進而影響晶片電路良率的問題。低介電類塑膠有助於提高信號傳輸的速度和效能，也能降低能量損耗。以下是介電常數參考：
PEEK（聚醚醚酮）的應用範疇：
◆航太應用
在輕量方面，可用於飛機內綁紮固定電線的扣夾，透過減重量來提高燃油效率。
◆半導體製造
PEEK螺絲在半導體製造設備中扮演關鍵角色，其高溫穩定性和化學穩定性確保了製程的可靠性，同時避免了導電干擾。應用: IC製造工程的洗淨工程。
◆實驗室
PEEK材質製成手擰接頭，安裝無需使用板手或專用工具，易於使用，可直接以手將它擰緊到位。由於PEEK耐酸鹼腐蝕、耐水解蒸煮、耐藥品性能、耐高低壓、耐磨損、高強度、高韌性，可長期在240℃高溫環境中使用，廣泛應用於各種設備儀器管線連接或是液體輸送用途。
接下來，我們來看PPS這支熱塑性特種工程塑膠:
PPS（聚苯硫醚）
PPS（聚苯硫醚）的物理及化學特性：
當傳統尼龍塑膠不能滿足需求時，可選擇芳香族聚合物-PPS，在高溫下具有出色的耐化學腐蝕性能，可與PEEK和氟類聚合物相比擬。此材質連續使用溫度可耐200℃ (392℉)。加了玻璃纖維的PPS高剛性更顯著(下表)，具有同等或更好的耐熱性、阻燃性、耐藥品性、尺寸穩定性等。
◆熱穩定性
不論是耐久性用途還是短期使用，PPS具有優異的熱學性能。在高溫下表現卓越的穩定性，具有高熔點和熱變形溫度(約 280-300°C)，使其在高溫環境中保持機械性能。在大多數環境下都有極佳的尺寸穩定表現。
◆耐化學性
PPS對酸、鹼、有機溶劑等具有優越的耐腐蝕性，使其適用於要求高耐化學性的應用場景。
◆電絕緣性
PPS表現出優異的電絕緣性，適用於電子元件等需要電絕緣性的領域。線型高分結構的PPS，離子性雜質少，可用於有嚴格電氣特性要求的領域。
◆機械強度
PPS具有良好的機械強度和剛性，即使在高溫下仍能保持出色的性能。
PPS螺絲相關的應用範疇：
熱塑性特種工程塑膠PPS，特色為耐高溫、耐腐蝕和高機械性能，亦具電性能和尺寸穩定性；適用於電子電氣零件、汽車零件、化工機械零件等應用。
接著，我們來看PVDF這支在電動車(EV)鋰離子電池用量相當大的一支氟類工程塑膠：
PVDF（聚偏氟乙烯）
PVDF（聚偏氟乙烯）的物理及化學特性：
◆結晶性
PVDF是一種結晶性高分子材料，其分子鏈的有序排列使得材料具有優異的力學性能和熱穩定性。此材質連續使用溫度可耐150℃(302℉)。
◆熔點和熱變形溫度
PVDF具有相對較高的熔點(約 170-175°C)，以及較高的熱變形溫度(115-130℃)。這使得PVDF在對上述溫度環境下能夠保持穩定性，不易變形或軟化。
◆物理密度
PVDF在氟碳聚合物裡的物理密度相對較低，這使得它成為一種輕質高性能材料，適用於要求輕量化的應用場景。
◆卓越耐化學性
PVDF以其傑出的耐化學性在化學工業中廣泛應用。以下是PVDF耐化學性的詳細解析：
對酸的穩定性
PVDF對多種酸性介質具有卓越的穩定性，包括硫酸、氫氟酸、硝酸等。這使得PVDF成為處理酸性化學品的理想選擇，如在酸性環境下的化學製程管道。
對鹼的穩定性
PVDF同樣表現出色的對鹼穩定性，對氫氧化鈉、氫氧化鉀等鹼性介質不易受損。這使得PVDF適用於涉及鹼性化學品的應用，如製造鹼性溶液的容器。
對有機溶劑的穩定性
PVDF具有卓越的抗有機溶劑性能，對丙酮、甲苯、二甲基甲酰胺等有機溶劑的穩定性高。這使得PVDF在處理有機物質的製程中非常可靠，如化學工業中的容器和管道。
PVDF均聚物可作為鋰離子電池關鍵材料正極材的黏著劑。電解液加入聚氧化乙烯(PEO)、聚氧化丙烯(PPO)、聚偏二氟乙烯(PVDF)等聚合物後，成為一種膠態電解液，使用在積層型的鋰聚合物電池中。近年來因各國環保意識高漲，來自車用鋰離子電池的需求持續擴大。
抗氧化性
PVDF的分子結構使其具有良好的抗氧化性，不易受氧氣、臭氧等氧化性物質的侵蝕。這在長期使用中有助於維持穩定的性能。
PVDF（聚偏氟乙烯）的應用範疇：
PVDF的卓越耐化學性質使其適用於各種應用，包括但不限於：化學製程管道、化學品儲存槽、酸鹼中和系統、腐蝕性氣體處理等。
PVDF緊固件在暴露於惡劣的化學和紫外線環境時具有含氟聚合物的穩定性特徵，機械性能比PTFE或PFA聚合物強得多。PVDF緊固件在高純度和低滲透性應用(例如製藥和半導體加工)中也表現出色。
我們整理了PEEK、PPS、PVDF三種材料特性/優勢：
綜上，我們知道工程塑膠的物性較泛用塑膠為佳，相對的，工程塑膠的加工難度通常也高於泛用塑膠。尤其是對於某些形狀較為複雜的零件，加工過程不當常會導致內應力或弱點的形成，影響了最終產品的功能性。
“良好穩定的產品品質控制”
「結晶性工程塑膠材料」，在生產過程中，控制好「熱歷史」，即成型加工過程的溫度和模具溫度，是生產工程塑膠螺絲時，品質優良穩定的最重要關鍵因素。
允拓材料從設計到測試，具備完整工業製造方案與數據化的生產過程。
允拓材料具備良好的品質管控，誠如影片中的展示 https://www.youtube.com/watch?v=HSHtsi-MPKs
允拓工程塑膠螺絲的優勢
本公司以工程塑膠螺絲為核心產品，憑藉著四大優勢在半導體前製程設備市場中脫穎而出。
1. 完整的產品規格範圍：工程塑膠螺絲規格，至今已發展達到1000多款，讓我們能夠滿足不同客戶的需求，這意味著您不再需要花費大量時間和精力去尋找適合的螺絲，我們可以為您提供一站式的解決方案。
2. 智慧化製程管理： 我們運用生產敏態管理系統，使生產過程更加智能化和可視化。不僅提高了生產效率，還能夠預測產品品質問題，進而提升良品率，確保您的產品品質。
3. 口碑與可靠性：允拓材料與半導體客戶建立了穩健的口碑，並以可靠性為信念。外觀品質控管，採用光學選別檢測設備取代傳統的人工檢測，提高了檢測精度和信賴度，確保交付給您的產品符合最高的品質標準。
4. 成本效益： 我們自主開發生產所需之專用機械、治具，機械化製程取代人工，使OEE優於人工30％。這項創新技術直接反映在生產成本的效益上，使得我們能提供相當具競爭力的產品價格。
總的來說，允拓材料公司以一貫品質、智慧製造、信賴口碑和成本效益作為工程塑膠螺絲的核心競爭優勢，不僅解決您的生產挑戰，更能夠提升您的生產效率和品質，讓您的業務更上一層樓。
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