5-1 實驗規劃
圖5-1為實驗流程圖。
5-2 實驗前測試
於完整實驗前，先進行試片之測試實驗，以作為實驗之參考依據。
5-2-1 試片退火處理溫度試驗
對於退火處理溫度一般以熱變形溫度以下為實際測試，測試一定範圍 內數種退火處理溫度之效果，選擇不會使試片尺寸變形之最高溫度，作為 往後退火處理之溫度，實驗使用2mm厚度之試片。翹曲量定義如圖5-2。
(1) PC材料選定溫度為 121℃、126℃、131℃，退火處理一小時後之翹曲 量如表5-1。選定退火處理溫度為126℃。
(2) POM材料選定溫度為 145℃、150℃、155℃，退火處理一小時後之翹 曲量如表5-2。選定退火處理溫度為150℃。
(3) PS材料選定溫度為71℃、76℃、81℃，退火處理一小時後之翹曲量如 表5-3。選定退火處理溫度為76℃。
(4) PP材料選定溫度為75℃、80℃、85℃，退火處理一小時後之翹曲量如 表5-4。選定退火處理溫度為80℃。
5-2-2 試片升溫階段試驗
(1) 加熱方式：
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將各材料為放入加熱爐中，固定方式以塑膠材質兩邊接觸支撐在爐中。
如圖5-3。
(2) 試驗結果：
由於加熱爐持溫時之溫度誤差約1℃，因此模擬時考慮溫度在0.5℃範 圍內即視為達到熱平衡。試片升溫階段中，使用Thermal Couple量測各厚度 試片於加熱爐中試片表面溫度變化，以得到實際熱平衡溫度所需之時間。
PC材料各厚度試驗實驗升溫曲線如圖5-4，達到熱平衡溫度與所需之時 間如表5-5。
POM材料各厚度試驗實驗升溫曲線如圖5-5，達到熱平衡溫度與所需之 時間如表5-6。
PS材料各厚度試驗實驗升溫曲線如圖5-6，達到熱平衡溫度與所需之時 間如表5-7。
PP材料各厚度試驗實驗升溫曲線如圖5-7，達到熱平衡溫度與所需之時 間如表5-8。
5-2-3 試片降溫試驗
比較PC材料2mm厚度之試片以126℃加熱三小時後，編號1為未退火處 理之試片，編號2為爐冷至室溫之試片，編號3為爐冷三小時後取出之試片，
編號4為退火處理時間結束後直接取出之試片，其比較其差異。
(1) 試片1以126℃未加熱之試片，抗拉強度為120.38 kgf，如圖5-8所示。
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(2) 試片2以126℃加熱三小時後爐冷至室溫時，抗拉強度為142.12 kgf，如 圖5-9所示。
(3) 試片3以126℃加熱三小時後爐冷三小時後取出，抗拉強度為141.35 kgf，
如圖5-10所示。
(4) 試片4以126℃加熱三小時後直接取出，抗拉強度為139.5 kgf，如圖5-11 所示。
考量實驗時間，並且爐冷三小時與爐冷至室溫之差異不大，因此往後 實驗時將選擇到達加熱時間後爐冷三小時之後取出試片。
5-3 試驗方法
5-3-1 拉伸試驗
拉伸試驗是依據ASTM D 638 [10]之標準試驗規範於室溫環境下，以單 軸向拉伸方式進行，拉伸試驗採電腦行程控制，其拉伸速度為10mm/min。
試驗是利用自動化測試軟體與自動資料擷取系統，並以電腦連續記錄試驗 過程材料之拉伸負荷與相對位移量資料。試片拉斷後，經由負荷與位移輸 出數據，計算材料相關性質如應力與應變值、降伏強度、極限強度、伸長 量及楊氏模數等，實驗設備如圖4-12。
5-3-2 翹曲尺寸量測
利用非接觸式2.5D影像量測儀，如圖4-13，量測各試片退火處理前、後
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試片翹曲度尺寸的差異。
5-3-3 退火處理實驗步驟
(1) 將未進行退火處理之試片，進行翹曲度量測，接著以拉伸材料試驗機 實驗，量測出試片之降伏強度、極限強度、應力應變值、伸長量與楊 氏模數。
(2) 進行不同厚度試片與不同時間之退火處理，實驗時間組數如表5-9。
(3) 將退火處理後之試片進行翹曲度量測，取之翹曲度較小之溫度，接著 以拉伸材料試驗機實驗，量測出試片之降伏強度、極限強度、應力應 變值、伸長量與楊氏模數。
(4) 分析各厚度與不同退火處理時間之試片，比較各試片之間各量測的降 伏強度、極限強度、應力應變值與楊氏模數的變化，並分析各厚度試 片分別與退火處理時間之關係，比較一般塑膠、工程塑膠、結晶與非 結晶於退火處理效果之關係。
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表5-1 PC 材料不同退火處理溫度時之翹曲量
溫度 翹曲量（mm） 翹曲量（mm） 翹曲量（mm） 平均值（mm）
未退火處理 0.05 0.05 0.04 0.05
121℃ 0.06 0.07 0.07 0.07 126℃ 0.07 0.08 0.07 0.07 131℃ 0.12 0.11 0.12 0.012
表5-2 POM 材料不同退火處理溫度時之翹曲量
溫度 翹曲量（mm） 翹曲量（mm） 翹曲量（mm） 平均值（mm）
未退火處理 0.10 0.09 0.10 0.10
145℃ 0.11 0.12 0.12 0.12 150℃ 0.13 0.12 0.13 0.13 155℃ 0.19 0.19 0.20 0.19
表5-3 PS 材料不同退火處理溫度時之翹曲量
溫度 翹曲量（mm） 翹曲量（mm） 翹曲量（mm） 平均值（mm）
未退火處理 0.07 0.07 0.08 0.07
71℃ 0.07 0.08 0.08 0.08
76℃ 0.08 0.08 0.09 0.08
81℃ 0.12 0.12 0.14 0.13
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圖5-1 實驗流程圖
實驗計畫
設定實驗目標
設計試片
模具開發
試片射出成型
試片拉伸試驗並紀錄
測試實驗
進行熱處理實驗
試片拉伸試驗並紀錄
實驗結果討論與分析
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圖5-2 翹曲量定義（D）
圖5-3 試片退火處理固定方式
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圖5-8 PC 試片未加熱拉伸試驗曲線圖
圖5-9 PC 試片加熱三小時爐冷至室溫拉伸試驗曲線圖
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圖5-10 PC 試片加熱三小時爐冷三小時後拉伸試驗曲線圖
圖5-11 PC 試片加熱三小時直接取出拉伸試驗曲線圖
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第六章 實驗結果分析與討論
6-1 實驗數據分析概述
分別分析PC、POM、PS、PP材料之四種不同厚度試片於不同退火處理 時間後，其量測退火處理前後之機械性質關係，在四種材料的所有實驗數 據中，比較同一種材料之不同退火處理之數據，可發現退火處理前與各不 同退火處理時間後之拉伸強度之變化，因此可以得到不同退火處理時間後，
試片變化的百分比。並藉此分析結晶性塑膠、非結晶性塑膠、工程塑膠、
一般塑膠在退火處理後，拉伸強度變化的關係。
6-2 PC 材料
PC材料厚度1 mm
試片PC 1 mm在未退火處理前之抗拉強度拉伸試驗曲線如圖6-1。再將 試片退火處理至時間63、123、183、243、303、1440分鐘到達後爐冷三小 時取出，其拉伸試驗曲線如圖6-2至圖6-7，其試片之最大拉伸強度如表6-1。
以退火處理時間為橫軸，拉伸強度為縱軸，可以得到試片於不同退火 處理時間，拉伸強度與退火處理時間之關係，如圖6-8。並整理出不同退火 處理時間後與未經過退火處理之拉伸強度變化百分比，如表6-2，繪出拉伸 強度百分比與退火處理時間之關係，如圖6-9。
PC材料厚度2 mm
由於不同厚度試片皆使用相同之分析方法，因此之後直接說明數據分
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析圖表：
試片PC 2 mm在未退火處理與退火處理66、126、186、246、306、1440 分鐘後爐冷三小時取出，其試片之最大拉伸強度值，如表6-3，並繪製拉伸 強度與退火處理時間之關係，如圖6-10所示
整理退火處理時間後拉伸強度變化之百分比，如表6-4，並繪製拉伸強 度百分比與退火處理時間之關係，如圖6-11所示。
PC材料厚度3 mm
試片PC 3 mm在未退火處理與退火處理69、129、189、249、309、1440 分鐘後爐冷三小時取出，其試片之最大拉伸強度值，如表6-5，並繪製拉伸 強度與退火處理時間之關係，如圖6-12所示
整理退火處理時間後拉伸強度變化之百分比，如表6-6，並繪製拉伸強 度百分比與退火處理時間之關係，如圖6-13所示。
PC材料厚度4 mm
試片PC 4 mm在未退火處理與退火處理73、133、193、253、313、1440 分鐘後爐冷三小時取出，其試片之最大拉伸強度值，如表6-7，並繪製拉伸 強度與退火處理時間之關係，如圖6-14所示
整理退火處理時間後拉伸強度變化之百分比，如表6-8，並繪製拉伸強 度百分比與退火處理時間之關係，如圖6-15所示。
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6-3 POM 材料
POM材料厚度1 mm
試片POM 1 mm在未退火處理與退火處理65、125、185、245、305、1440 分鐘到達後爐冷三小時取出，其試片之最大拉伸強度值，如表6-9。並繪製 拉伸強度與退火處理時間之關係，如圖6-16所示
整理退火處理時間後拉伸強度變化之百分比，如表6-10，並繪製拉伸強 度百分比與退火處理時間之關係，如圖6-17所示。
POM材料厚度2 mm
試片POM 2 mm在未退火處理與退火處理69、129、189、249、309、1440 分鐘到達後爐冷三小時取出，其試片之最大拉伸強度值，如表6-11。並繪製 拉伸強度與退火處理時間之關係，如圖6-18所示
整理退火處理時間後拉伸強度變化之百分比，如表6-12，並繪製拉伸強 度百分比與退火處理時間之關係，如圖6-19所示。
POM材料厚度3 mm
試片POM 3 mm在未退火處理與退火處理74、134、194、254、314、1440 分鐘到達後爐冷三小時取出，其試片之最大拉伸強度值，如表6-13。並繪製 拉伸強度與退火處理時間之關係，如圖6-20所示
整理退火處理時間後拉伸強度變化之百分比，如表6-14，並繪製拉伸強 度百分比與退火處理時間之關係，如圖6-21所示。
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POM材料厚度4 mm
試片POM 4 mm在未退火處理與退火處理80、140、200、260、320、1440 分鐘到達後爐冷三小時取出，其試片之最大拉伸強度值，如表6-15。並繪製 拉伸強度與退火處理時間之關係，如圖6-22所示
整理退火處理時間後拉伸強度變化之百分比，如表6-16，並繪製拉伸強 度百分比與退火處理時間之關係，如圖6-23所示。
6-4 PS 材料
PS材料厚度1 mm
試片PS 1 mm在未退火處理與退火處理64、124、184、244、304、1440 分鐘到達後爐冷三小時取出，其試片之最大拉伸強度值，如表6-17。並繪製 拉伸強度與退火處理時間之關係，如圖6-24所示
整理退火處理時間後拉伸強度變化之百分比，如表6-18，並繪製拉伸強 度百分比與退火處理時間之關係，如圖6-25所示。
PS材料厚度2 mm
試片PS 2 mm在未退火處理與退火處理67、127、187、247、307、1440 分鐘到達後爐冷三小時取出，其試片之最大拉伸強度值，如表6-19。並繪製 拉伸強度與退火處理時間之關係，如圖6-26所示
整理退火處理時間後拉伸強度變化之百分比，如表6-20，並繪製拉伸強 度百分比與退火處理時間之關係，如圖6-27所示。
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PS材料厚度3 mm
試片PS 3 mm在未退火處理與退火處理70、130、190、250、310、1440 分鐘到達後爐冷三小時取出，其試片之最大拉伸強度值，如表6-21。並繪製 拉伸強度與退火處理時間之關係，如圖6-28所示
整理退火處理時間後拉伸強度變化之百分比，如表6-22，並繪製拉伸強 度百分比與退火處理時間之關係，如圖6-29所示。
PS材料厚度4 mm
試片PS 4 mm在未退火處理與退火處理73、133、193、253、313、1440 分鐘到達後爐冷三小時取出，其試片之最大拉伸強度值，如表6-23。並繪製 拉伸強度與退火處理時間之關係，如圖6-30所示
整理退火處理時間後拉伸強度變化之百分比，如表6-24，並繪製拉伸強 度百分比與退火處理時間之關係，如圖6-31所示。
整理退火處理時間後拉伸強度變化之百分比，如表6-24，並繪製拉伸強 度百分比與退火處理時間之關係，如圖6-31所示。