半結晶 vs 非結晶塑料特性比較

了解分子結構差異,掌握高強度尺寸安定性的平衡關鍵。
華翔興業技術專欄:從基礎原理到 MXD6 金屬替代方案

無序結構 (Amorphous)

非結晶塑料 (Amorphous)

分子鏈雜亂無章,如煮熟的義大利麵。具有高透明度與尺寸安定性,但在耐化學性與疲勞強度上較弱。

代表材料:PC (聚碳酸酯), ABS, PMMA

半結晶結構 (Semi-crystalline)

半結晶塑料 (Semi-crystalline)

擁有緊密排列的「晶區」。這賦予了材料極佳的機械強度、耐磨性與耐化學腐蝕性。

代表材料:尼龍 (PA66, PA6), PP, PBT, MXD6

工程塑料特性對照表

材料特性 非結晶 (PC, ABS) 半結晶 (Nylon, MXD6)
耐化學性 差 (易受溶劑侵蝕應力開裂) 優異 (結構緻密,阻擋化學滲透)
耐疲勞與耐磨 普通 極佳 (適合高負載齒輪、軸承)
成型收縮率 低 (0.4%~0.7%) 尺寸易控制 高 (1.0%~2.5%) 容易翹曲變形
熔點行為 無明顯熔點 (逐漸軟化) 有明顯熔點 (流動性佳,利於薄壁成型)

使用半結晶塑料的設計與成型注意事項

1 模具溫度的控制

半結晶材料需要足夠的熱量與時間來生成結晶。

風險: 若模溫過低,會導致「結晶度不足」,產品剛性下降,且後續可能因二次結晶導致尺寸變化。

2 收縮與翹曲管理

結晶過程會伴隨體積大幅收縮。

對策: 產品設計時應保持「肉厚均勻」,避免不同區域冷卻速度不一導致內應力翹曲。

3 纖維配向性 (加纖料)

半結晶塑料常添加玻纖 (GF) 增強。纖維會沿流動方向排列。

影響: 流動方向(縱向)與垂直方向(橫向)的收縮率差異極大 (CLTE),需預留不同的縮水率。

華翔興業嚴選推薦

MXD6 (半芳香族尼龍)

兼具「無定型」安定性與「結晶態」強度的完美平衡

MXD6 (Polyamide MXD6) 屬於半芳香族聚醯胺。 與一般完全脂肪族尼龍 (如 PA66) 不同,MXD6 的分子主鏈中含有特殊的「苯環」結構。

這使它同時融合了兩大塑料陣營的優勢:

  • 結晶態特性: 保有緊密的晶體結構,提供極高的機械強度、剛性與優異的耐化學腐蝕能力。
  • 無定型特性: 由於苯環降低了結晶速度,使其表現出極低的吸水率與成型收縮率,擁有如同無定型塑料(如 PC)般的尺寸安定性,解決了傳統尼龍易吸濕翹曲的問題。
低吸濕性
超高剛性
高阻氣性
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MXD6 應用領域

  • 汽車輕量化 引擎周邊零件、內裝結構件,替代金屬。
  • 電子精密部件 需要高尺寸安定性與高流動性的薄壁外殼。
  • 高阻隔包裝 利用優異的氣體阻隔性,延長食品保存期限。