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1. 塑料與其他材料的性能比較
在工程材料中，金屬、木材、玻璃、陶瓷與塑料是最常見的幾大類型，每種材料都有其優缺點：
- (a) 強度方面：金屬材料通常最強，特種陶瓷和纖維增強工程塑料緊隨其後。
- (b) 比強度（強度與密度比值）：增強工程塑料和鋁材表現突出。
- (c) 衝擊韌性：金屬和塑料具有更好的抗衝擊能力，而木材相對較弱。
- (d) 耐熱性能：陶瓷、金屬和玻璃具有較高的耐熱性，塑料則稍遜一籌。
- (e) 密度：塑料和木材密度最低，尤其是泡沫塑料，其密度可低至金屬的數分之一甚至更低。
- (f) 線膨脹系數：塑料最大，陶瓷最小，這意味著塑料對溫度變化敏感。
- (g) 導熱性能：金屬最佳，塑料和木材的導熱性則較差，有助於塑料的隔熱特性。
可以說，塑料以「輕便、易加工、耐腐蝕」為主要優勢，雖然強度不及金屬，但在許多場景下可通過結構設計和增強材料彌補不足，不同品種的性能材表較表參考(Figure 1)。
2. 塑料的突出性能
(2-1) 相對密度低
塑料材料的相對密度通常介於 0.83～2.2，僅略高於木材（0.28～0.98）。其中，泡沫塑料的相對密度甚至可低至 0.1～0.4，使其成為實現產品輕量化設計的理想材料。
(2-2) 高比強度
雖然塑料的絕對強度普遍低於金屬，但其比強度（強度與密度的比值）卻表現優異。部分增強型工程塑料（如玻纖增強尼龍）的比強度甚至可媲美鋁合金，因此廣泛應用於汽車、航空航天及運動裝備等對重量與結構強度要求嚴苛的領域。
(2-3) 優異的電氣絕緣性
根據材料體積電阻率的範圍，導電性可分為以下三類：
- (a) 絕緣材料：體積電阻率 > 109Ω‧cm，通常介於 10⁹~10²²Ω·cm範圍內。
- (b) 半導電材料：體積電阻率介於 10⁻²~10⁹ Ω·cm。
- (c) 導電材料：體積電阻率 < 10⁻²Ω·cm，一般位於 10⁻²~10⁻⁶Ω·cm。
由(Figure 2)可知，多數塑料的體積電阻率均能達到絕緣材料的標準，具備優良的電氣絕緣性能。僅有少部分吸濕性塑料（如聚乙烯醇、聚丙烯腈、丙烯酸酯類）的體積電阻率會低於 10⁹Ω·cm。
(2-4) 具有防震、隔熱與隔音性能
塑膠，尤其是泡沫塑料，兼具優異的防震、隔熱（Figure 3）及隔音性能。在現有材料中，僅木材的綜合表現接近。
- (a) 在防震應用方面，軟質聚氨酯（PU）、聚乙烯（PE）及聚苯乙烯（PS）泡沫最為常用。其中，軟質PU泡沫多用於體育器材，而PE、PS泡沫則廣泛應用於防震包裝。
- (b) 在隔熱應用方面，常用的材料包括硬質 PU、PS、酚醛（PF）及脲醛（UF）泡沫塑料。
- (c) 在隔音應用中，PS泡沫塑料使用最為普遍。
(2-5) 高耐腐蝕性
塑膠具有很高的耐腐蝕性，僅次於玻璃與陶瓷。不同塑膠品種的耐腐蝕性差異顯著，其中聚四氟乙烯（PTFE）的耐腐蝕性能最佳，能抵抗各種強酸、強鹼及強氧化劑，甚至可耐「王水」。除氟類塑膠外，大部分塑膠不適合長期接觸強酸、強鹼或強氧化劑。
各類樹脂耐腐蝕性由高到低排列如下：
氟類樹脂 > 氯化聚醚 > 聚苯硫醚（PPS） > 聚氯乙烯（PVC）、PE、PP、聚丁二烯（PB） > PC、PET、POM、PA、PSF、PI > PF、EP、UP、AF 等熱固性樹脂。
因此，許多化工管道、儲罐及需潤滑的結構部件均適合選用耐腐蝕塑膠製造。
(2-6) 優良的加工性能
塑膠材料具有優異的加工性，僅少數材料（如熱敏型 PVC、PVDC、CPE、PVA，熱固型 PF、EP、UP，及高黏度型 PTFE、超高分子量 PE、PPO 等）在純原料狀態下加工較為困難，但經過改性處理後，仍能達到良好的加工效果。
塑膠可被製造成結構複雜或極薄的製品，並適用於多種加工方法，如射出成型、擠出、壓延、中空吹塑、真空吸塑、流延、粉末滾塑等。
(2-7) 良好的自潤滑性
許多塑膠品種都具有優異的自潤滑性，如 PA、POM、UHMWPE、PI 及 PTFE。在某些應用中，禁止使用潤滑劑以防止污染（例如食品、紡織、日用品與醫療設備），此時選用自潤滑塑膠可確保零件運動順暢並避免污染。
例如，拉鍊常採用具有自潤滑性的 PA 或 POM 製造，使用時無需額外潤滑，依然能保持良好運動性能。
3. 塑膠的不足性能
(3-1) 機械強度低
與傳統工程材料相比，塑膠的機械強度較低。即使是以超強纖維增強的工程塑料，雖能大幅提升強度並且比強度可高於鋼材，但在大載荷應用中，如拉伸強度超過 300MPa的場合，塑膠材料仍無法滿足需求，此時只能選用高強度金屬或超級陶瓷材料。
(3-2) 尺寸精度不足
塑膠成型時的收縮率較大且不穩定，受外力作用時易產生明顯的變形（蠕變），熱膨脹係數也比金屬高出數倍。因此，塑膠製品的尺寸精度不高，難以製造高精度產品。對於要求精度較高的應用，建議優先選用金屬或高級陶瓷材料。
(3-3) 耐熱性不足
從(Figure 3)可見，大多數塑膠的最高使用溫度不超過 400°C，且多數使用範圍介於100~260°C之間。僅有少數材料，如不熔聚醯亞胺、液晶聚合物、聚苯酯 (AP)、聚苯並咪唑 (PBI)、聚硼二苯基矽氧烷 (PBP)，其熱變形溫度可達 300°C 以上。
若使用環境需長時間承受超過 400°C 的高溫，幾乎沒有塑膠可適用；若短期溫度達 500°C 以上，且負荷較小，部分耐高溫塑膠可短時使用。特別是碳纖維、石墨或玻璃纖維增強的酚醛類熱固性塑膠，雖其長期耐熱溫度僅約 200°C，但瞬間可承受上千度高溫，常用於耐燒蝕材料，如導彈外殼與太空船表層材料。
4. 常見塑料種類與特性比較表
以下列出幾種常見塑料及其主要特性：
5. 結語
塑料以其多樣的優勢性能，在許多領域取代了傳統材料。未來，隨著環保與循環經濟的需求，生物可降解塑料與高性能工程塑料將成為發展趨勢。掌握塑料的特性與應用，不僅有助於材料選型，更能在產品開發中實現性能與成本的最佳平衡。
6. 延伸閱讀
(6-1) 塑膠的組成與分類
塑膠是一種以高分子量的合成樹脂為主要成分的材料，在特定條件下（如溫度與壓力）可以被塑造成特定形狀，並在常溫下保持其形狀不變。其基本組成為合成樹脂，並依不同用途加入各類輔助材料，如填料、增塑劑、著色劑、穩定劑等。由於所選用的樹脂種類、助劑性能與配比，以及成型加工工藝的不同，不同品種與牌號的塑膠在加工特性與使用性能上均有所差異。因此，工程技術人員必須充分掌握所用塑膠材料的工藝特性，才能確保製程穩定與產品品質。(按圖連結文章)
