吸水與吸濕

　　吸水吸濕在塑膠中是很常見的、普遍的特性，大自然環境中充滿著水氣，塑膠吸收其水分之後，會造成很多性質的變化，其中最顯而易見的就是重量增加、尺寸增加，此特性稱為吸水性 (Water Absorption)，亦稱吸濕性 (Moisure Absorption)，是一個可逆的效果。

　　原則上，吸水性與吸濕性是一樣的，都是論述材料吸收水分的能力，若要區別的話，可以這樣區別：

吸水–

比較強調與水接觸或泡在水中，吸收時間短。

吸濕–

比較強調與空氣中水氣接觸，吸收時間長。

如何計算吸水率?

塑膠吸水率的測試標準依據ASTM D570，有三個方式

測試件浸泡在蒸餾水裡，時間24小時，溫度23℃(73.4℉)
- 測試24小時，在水裡吸水率提升多少。
測試件浸泡在蒸餾水裡，直到吸水率變化停止或不再上升。[建議加熱100℃]
- 測試飽滿，吸水率最大值。
測試件放在環境空氣中，時間24小時，溫度23℃(73.4℉)，濕度RH50%。
- 測試平衡，在空氣中24小時吸水率提升多少

有哪些影響?

製程

　　成品在射出成形之前，材料粒子都需先行烘乾乾燥，將水分完全去除，才進到射出成型機台，以避免水分蒸發汽化，造成產品不良，如銀痕、氣泡。

　　有些塑膠材料，吸水率很低，卻對水分非常敏感，例如PET，常用於寶特瓶，在生產過程中，只要些許水分，加上機台高熱高溫，造成PET直接水解(Hydrolysis)，無法成形。

成品

塑膠會吸收水，依據材料化合物而有不同的吸水，所吸收的水會以不同方式去影響使用性能，如下:

尺寸改變
重量改變
機械性能(彈性、拉伸、衝擊、磨耗)
電器性能

本土環境如何?

　　每個國家的環境濕度是不一樣的，而在台灣環境濕度一年平均75%以上，影響塑膠的吸濕性是很大的，在各種使用情況須經常納入考量。對於應用於水中、高濕度的使用環境，選擇低吸水率的塑料，與其他塑料相比或許是較佳的。

有哪些因素會影響吸水?

1. 材料類型

　　不同材料，不同的吸水率。舉例來說: PC聚碳酸酯，最低吸水率0.1%，而PA46尼龍之最低吸水率為1.3%，兩者相差超過10倍以上。

2. 添加劑

　　如填充物、抗濕粉、軟化劑等等，依成形之需求，會添加各種不同的元素進去，為了得到或加強某項能力，也產生其他效應，舉例1: 塑料PVC添加軟化劑，增加了彈性，但吸水率也上升了。舉例2: PTFE本身幾乎不吸水，但添加了纖維之後，吸水率卻上升，原因在於纖維與材料之間只是物理性接觸，仍存在細微的間隙。

3. 結晶與非結晶

　　結晶與非結晶材料，雖然與吸水非直接關係，而是呈現不同的結果。結晶材料在吸水之後，尺寸表現是較不穩定的；非結晶材料在吸水之後，尺寸表現是較穩定的。

4. 纖維(Fiber)方向性

　　纖維排列是會影響吸濕的尺寸變化，纖維排列方向與流動方向平行，在吸水之後，橫向尺寸(X)膨脹較小，在縱向尺寸(Y)膨脹較大；反之，纖維排列方向與流動方向垂直，在橫向尺寸(X)尺寸膨脹較大，在縱向尺寸(Y)膨脹較小。

5. 環境濕度

　　環境濕度的高低，是會影響材料吸水的速度與飽滿(和)度，吸水率並不會無止境的上升，原因在於水分會揮發，吸水率會達到一個平衡點。舉例來說: POM在環境濕度50%，吸水率達0.10%，而在環境濕度90%，吸水率達0.30%。

6. 環境溫度

　　與所處之環境有關，當環境介質為空氣時，就好比人的毛細孔，溫度上升，毛細孔張開，水分揮發，吸水率下降，典型的做法是烘乾箱，或大家常說的”乾燥”。當環境介質為水時，利用溫度上升，讓毛細孔張開，藉此儲存水分，吸水率上升，典型的作法是加水煮沸。

7. 暴露在環境中的時間

　　如果剛成形的產品，置於環境裡的時間越長，吸水率逐漸升高，直到與環境濕度達到平衡為止。如已強制吸水且完全吸水的產品，反而隨著時間越長，吸水率逐漸降低，直到與環境濕度達到平衡。

強制吸水

　　產品在模具射出成形時，便有材料縮水率，這是第一次尺寸上的變化，接著置於大氣中，與空氣、水氣接觸，因吸濕造成膨脹，這是第二次尺寸上的變化，這是必然會發生的，在與環境水份達成平衡時，同時尺寸變化及性能也達到一個穩定狀態。

　　為了減少等待時間，將產品強制吸水，快速達到我們想要的目的及產品應有的性能，會採用強制吸水的方式，如加水煮沸及常溫泡水。

如何應用?

　　例: 尼龍乾燥的時候韌性差、硬度高，所以安裝產品容易裂壞；當尼龍吸水之後，硬度下降且具有彈性的，安裝產品不易損壞。

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