塑胶次料使用须知.docVIP

塑膠次料(Regrind Materials)的使用須知 ? April, 2003 ? 塑膠隨處可見，幾乎每種產品都會使用到它。然而由於成型塑膠製品 (molded plastics) 的特性，會影響消費性產品的品質及安全，因此改變這些特性的因素就成為極為重要的研究對象。本文重點在說明塑膠產品的成型製程中，使用次料對於塑膠製品的特性有何影響，及成型者在使用塑膠次料時的須知事項。 塑膠次料 (regrindmaterials) 與新塑料 (virginmaterials) 的混合比例，對電子電機設備的塑膠零件性能影響甚鉅。UL公司已與相關業界合作，發展出新的標準及測試方法來確保使用次料的安全性。 何謂次料？ 次料包括渣滓或切碎的溢料 (flash)、流道結塊 (runners)、溶渣及無污染癈棄零件等，由製造商廠內成型者在初次模型製程中所產生的物料。這些次料碾壓成更小的材料後，與新純料混合再利用。我們這裡所說的次料，不包含經過化學再製或化學再聚合的材料，或大批買進並由另一家公司使用的次料；我們的次料只適用於同一家製造商的工業廢料 (用前癈料)。使用次料是為了節省成本並達成環保的目的。 次料的使用有何限制？ 1980 年，UL 即合業界的意見，制訂 UL 746D：聚合材料 — 成品零件 (Fabricated Parts) 安全標準，規定了當時對再生料的使用限制。已經認可的用法是：使用熱塑性 (thermoplastic) 再生料的重量比在25%以下 (熱固性塑膠 (thermoset) 為 0%) 時，不會明顯損害新料的特性，且不需做進一步的檢驗。但當熱塑性再生料使用的重量比超過25%時，必須進行個別檢驗，以確認該材料在主要特性方面符合最低性能表現。 增加次料比例對塑膠特性有何不好影響？ 與新料混用的次料比例提高，將會嚴重劣化合成零件的機械特性。 圖 1 顯示新料中熱塑性次料比例增加的結果。在超過某個臨界值後，合成材料的特性即開始劣化。當我們使用設備裡的塑膠零件，劣化作用將會造成危險。因此，只要是機械特性很重要的應用產品，當新料中的次料比例增加時，其安全係數就會降低。 塑膠原料已日趨普遍運用到許多應用產品，其包含下列情況： 機械裝載 — 工程應用 接接觸傳輸電流的導體 暴露在紫外線、濕氣、化學品及高熱環境等 對這類應用產品而言，強度、耐衝擊性、軟化溫度 (softening temperature)、光透明度、絕緣及戶外氣候 (weatherability) 等都是非常重要的特性。某些材料的分子量對上述多項特性有很大的影響力。次料因在成型過程中經過多次高溫處理會產生斷鏈作用 (chain scission)，其分子量會比純料低。大體而言，純新料與次料的混合物之平均分子量會低於 100% 的新料。因此，太多的次料會對材料的特性產生負面作用。 次料比例如何影響塑膠零件性能的範例說明 — 電線與電纜 為說明上述理論，在此以電流傳輸導體 — 電線與電纜 — 所使用的塑膠絕緣材料為例。電線及電纜的塑膠絕緣材料所要求的特性是 可支撐導體的良好機械強度。 良好的絕緣特性 良好的耐磨特性 (tracking resistance) 次料因分子量低，故在上述特性之性能表現會比純新料差。而導體上使用再生料的絕緣材料，其特性也會劣於 100% 新料的絕緣材料。 圖 2 說明機械特性和分子量的相關性。分子量較低的材料會很快喪失其強度，嚴重時更會斷裂或產生裂縫。受到這種損害的絕緣材料，會造成導體暴露於外，進而可能引發火災、電擊或其他傷害事件。 此外，塑膠料品如經纖維強化處理並重覆與新料混合，也會劣化材料的特性。用以強化特性的長玻璃纖維，每經一次再利用流程，就會機械性地斷成更短的纖維，而減弱了最終成品的強度。其後果是，此塑膠零件的性能將降到不能接受的水準。 UL 建議如何使用再生料？ 熱固性塑膠 (thermoset)、熱塑性彈性聚合物(thermoplastic elastomers) 及回收塑料 (recycled material) 不可使用次料。 至於其他應用，UL同意，在同一個模具工廠、同等級的熱塑性新料下，次料重量比不超過 25% 時，不必再行測試。次料重量比超過25%，UL即要求執行特別測試，其中包括相關的性能檢驗測試如強度、耐衝擊性、軟化溫度、燃燒性、引燃性 (Ignition)、漏電電痕 (Tracking) 及長期老化測試。有關次料重量比超過25%但能通過認證的資訊，請瀏覽網站：ULiQ?for Plastics。 此外，UL 的追蹤檢驗服務 (Follow-Up Service) 人員會確認塑膠料品的成型系統主要控制項。此系統在保障再生料的安全使用、色料 (colorant)、阻燃材料 (flame retar