FR-TPX T130塑料材料物性表.doc

FR-TPX是由三井化學（Mitsui Chemicals）所開發出的一種玻璃纖維強化型工程塑膠。TPX為4-甲基戊烯（4-methylpentene）（由丙烯二聚化而得）的共聚合體，是一種結晶性聚烯烴。目前，三井化學為世界上唯一的TPX製造/銷售商。而FR-TPX係將玻璃纖維以化學鍵結接於TPX基材，因此，玻璃纖維與基材樹脂間有絕佳的黏著性。 FR-TPX可提供優異的電氣性質，耐熱性，耐焊接性以及薄壁成型性，因此，最適合應用於各種不同的工業零件，尤其是在電氣與電子工業領域。FR-TPX特性一、電氣性質 TPX分子中無極性基，FR-TPX具有優異的高頻特性與電氣絕緣性質，其介電常數很低（2.5），介電消散因子也很低（0.0007），更具特色者為其高頻範圍的介電損失很低。此外，FR-TPX具有優異的電氣絕緣性質。 FR-TPX的吸濕率非常低，所以其電氣性質即使在高濕度的環境下仍然可維持不變。圖1顯示頻率對介電常數的影響。結果顯示FR-TPX的介電常數較PPS與FR-PBT低得多。圖2顯示頻率對介電消散因子的影響。由圖可看出FR-TPX的介電消散因子要較PPS與FR-PB低得多。圖3顯示溫度對介電常數的影響。很明顯的，FR-TPX的介電常數除了較PPS與FR-PBT為低之外，受溫度的影響亦小。二、耐熱性與耐焊接性FR-TPX的熔點高（230），且熱變形溫度高（190），因此具有優異的耐熱性與耐焊接性。由FR-TPX所製成的零件在高溫下，甚至於暴露於在熔點之上的溫度下數分鐘，仍然可以維持良好的形狀。FR-TPX的耐焊接性大致介於FR-PBT與PPS之間。（1）耐焊接性 FR-TPX具有優異的耐焊接性，較FR-PBT為高。FR-TPX在高溫下，甚至於暴露於在熔點（230）之上的溫度下數分鐘，仍然可以維持良好的形狀。 圖5顯示FR-TPX在高溫下的形狀維持性。很明顯的可看出FR-TPX在高溫下的形狀維持性優於FR-PBT。 圖5. FR-TPX在高溫下的形狀維持性（在烘箱中6 min，試片：38F28mm，厚度2mm） 圖6為一些玻璃纖維強化型工程塑膠的耐焊接性比較。由圖可看出FR-TPX的耐焊接性大致介於FR-PBT與PPS之間。（2）耐熱老化性 圖7顯示FR-TPX的耐熱性，以其抗張強度的半衰期代表之。由抗張強度的半衰期數據可求得連續使用溫度（UL 746B）。由圖7可得T110與T130的連續使用溫度為115。(3）機械性質在工程塑膠中，FR-TPX的機械強度並不太好，然而，其為較軟的材料，反而具有優良耐龜裂性的優點。 圖8顯示溫度對曲折模數的影響。很明顯的可看出FR-TPX是相對較軟的材料。三、薄壁零件的成型性FR-TPX的流動性極為優良，因此可加工成型成超薄零件，壁厚達0.1-0.2 mm的零件仍可加工成型。四、耐化學品性與耐沸水性在實用上，FR-TPX對所有種類的化學品皆有優異的耐受性。特別是對於常用為電子零件的清洗劑的三氯乙烷及Freon，FR-TPX有優異的耐受性。FR-TPX浸入三氯乙烷及Freon中，並不會造成龜裂或變色。FR-TPX既不吸收水，也不會被水解，因此具有優異的耐沸水性與耐水蒸氣性。(一) 耐化學品性表1 短期耐化學品性（浸泡溫度：23，浸泡時間：5 min）化學品硫酸氫氧化鈉甲醇異丙醇丙酮三氯乙烷Freon 113 汽油引擎油FR-TPX T130（GF30%）FR-PB（GF30%）FR-尼龍66（GF30%）FR-PC（GF30%）DDDDDDD聚縮醛（未補強）PPS（GF40%）Polysulfone（GF30%）DDDDDDD注： 無實際外觀的改變D 外觀有少許改變 外觀有明顯改變 (二) 耐沸水性圖9顯示FR-TPX的耐沸水性。由圖可看出FR-TPX具有優異的耐沸水性。五、質輕FR-TPX的基本材料TPX的密度為商業化熱塑性塑膠中最低者，其密度低達0.83 g/cm3。即使含有30%的玻璃纖維，FR-TPX的密度也僅有1.03 g/cm3，是近年來所有商業化的玻璃纖維強化型工程塑膠中最低者。圖10顯示FR-TPX與各種工程塑膠的密度比較。很明顯的可看出FR-TPX 的質輕，密度是工程塑膠中最低者。六、FR-TPX的耐燃性FR-TPX T110與T130的UL 94燃燒性是屬於HB級，而N130的耐燃性優異，可通過UL 94 V-0級典型的等級分類 等級 主要特性 UL 94燃燒性標準等級 T110 玻璃纖維含量15% HB T130 玻璃纖維含量30% HB 耐燃級N130 玻璃纖維含量15% V-0 特殊等級T132 玻璃纖維含量15% 耐銅導致的腐蝕（HB）S130 纖維含量15% 低翹曲（HB） 註：所有等級皆適於射出成型。（HB）相當於UL 94 HB。FR-TPX應用一、家庭用具用途 所需的性質 可被FR-TPX取代的材料微波爐零件（連結零件，轉盤，風扇零件等） 電氣性質（低介電損失），耐熱性 PPS，氟碳聚合體，polysulfone 蒸氣管零件耐水蒸氣性，耐熱性 PPS，聚醚醯亞胺（PEI）FR-TPX可應用於一些特別的家庭用具，譬如說要求耐熱性與耐水蒸氣性，高度耐久的產品。二、電氣/電子設備零組件用途 所需的性質 可被FR-TPX取代的材料高頻線軸 耐焊接性，電氣性質 FR-PBT，酚醛樹脂磁頭線軸 耐焊接性，薄壁成型性 聚縮醛 微動馬達零件 耐焊接性，薄壁成型性耐燃性 環氧樹脂 連接器 耐焊接性，電氣性質 PPS，FR-PBT 天線盤蓋子電氣性質（低介電損失） 氟碳聚合體，FR-PC 電子零件封裝耐焊接性，不吸濕性 環氧樹脂，PPS，FR-PBT FR-TPX可提供許多目的的用途，近如家用品，遠如太空應用。FR-TPX可符合如此高需求的兩樣理由為其電氣性質與耐焊接性。 圖12顯示FR-TPX的薄壁成型性，並與其他玻璃纖維補強工程塑膠比較。由圖可看出FR-TPX具有優異的薄壁成型性。FR-TPX射出成形特性一、加工成型性與其他的玻璃纖維強化型工程塑膠比較，FR-TPX在加工成型時顯現極為突出的流動性。FR-TPX可加工成型成壁厚達0.1-0.2 mm的零件。圖11顯示FR-TPX的流動性。很明顯的可看出FR-TPX具有極為優異的流動性。射出成型機：Toshiba IS-50EP 射壓：主要為1000 kg/cm2，次要為800 kg/cm2 模具：半圓螺旋模具，直接澆口6mmf，螺旋截面4.8 mmf。二、成型條件FR-TPX 可利用一般的射出成型機來加工成型，而具有合適的加熱容量及良好溫度控制的設備將是有所助益的。FR-TPX的成型範圍如下：預先乾燥塑膠粒 不需要適當的成型溫度範圍 標準等級：260-290耐燃級：250-270 適當的模溫範圍20-80適當的射速低速（約20-30%）模收縮率參考性質表表2 FR-TPX的成型條件案例成型品 線圈線軸 等級 T130 模穴數20 成型品重（g）10（包括?sprue及澆道）射出成型機 Toshiba IS-35 料筒溫度（） C1 C2 C3 270 280 280 噴嘴溫度（）280 射壓（kg/cm2）主要為1000 次要為800 射速低速（20%）螺桿被壓 0 模溫（）60 循環週期（sec）主要為5，次要為3，冷卻為10 FR-TPX的等級與物性 物性 單位 測試方法ASTM FR-TPX 玻璃纖 維補強 工程塑膠 熱固性樹脂T110 標準等級T130 標準等級 N130 耐燃級FR-PBT 工FR-PA66 PPS 酚醛樹脂 玻璃纖維含量 % - 15 30 30 30 30 40 - 比重- D792 0.93 1.03 1.43 1.52 1.38 1.57 1.4 螺旋流動cm MPC法95(280) 89(280) 85(280) 26(250) 60(290) 40(300) - 機械性質 抗張強度kg/cm2 (psi) D638 470 (6,690) 600 (8,530) 520 (7,400) 1,300 (18,500) 1,800 (25,600) 1,500 (21,300) 500 (7,110) 斷裂伸長率% D638 2 2 2 3 4 1 170 線膨脹係數1/(1/) D696 6.0*10-5 (3.3*10-5) 3.9*10-5 (2.2*10-5) 3.0*10-5 (1.6*10-5) 2.5*10-5 (1.4*10-5) 2.5*10-5 (1.4*10-5) 2.2*10-5 (1.2*10-5) - 模收縮率(機械/垂直方向) % D955 0.6/0.8 0.4/0.6 0.3/0.5 0.4/1.0 0.4/0.8 0.2/0.4 - 電氣性質 體積電阻係數cm D257 1016 1016 1016 1016 4.2*1015 1016 1010 介電強度KV/mm D149 30 27 24 21 23 17 10 介電常數(23, 1 MHz) - D150 2.3 2.5 2.9 3.6 3.3 3.8 5.5 介電消散因子(23, 1 MHz)