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Rehearsal SPS




世 纪 工 程 塑 出 光 SPS XAREC? 特 征 和 用 途
国际橡胶展 2009 18-21 May 2009 研討會主持: 蒋伟强



Idemitsu Kosan Co., Ltd. Idemitsu Chemicals (Hong Kong) Co., Ltd. Idemitsu Ch

emicals Taiwan Corp. Idemitsu Chemicals U.S.A. Corp. Idemitsu Chemicals Europe Plc.

特 征 XAREC? SPS

SPS是什么?
?SPS是苯环有规律地立体交替排列的聚苯乙烯树脂 SPS 是对位性聚苯乙烯, 英文名称 Syndiotactic Polystyrene 缩写

?出光是世界上首先研发成功SPS合成的公司.
?用二茂金属 (metallocene) 触媒,由单体苯乙烯合成为聚合体

H

SPS 苯乙烯单体
CH3 H H

Ti R R R

Al O n

二茂金属(metallocene) / MAO

SPS立交排列和热性能

Atactic(無規立構)
(APS:現有PS)

Isotactic(等規立構)
(IPS)

Syndiotactic(対位立構)
(SPS:XAREC?)

Tg=100? C Tm=none
不結晶

Tg=100? C Tm=240? C
結晶速度慢

Tg=100? C Tm=270? C
結晶速度快

结晶化的特征

結晶化

耐熱性

新特性 耐化学性

PS 現有特性

低比重 耐水解性 好的成形性 电性能 HIPS GPPS
不結晶

SPS XAREC? 結晶

比重

1.8

是最轻的工程塑料之一
1.6

比重 (-)

1.4
GF30%

1.2
Neat

1.0
XAREC? SPS PA6 PA66 PCT PBT PET PPS

耐熱性

300

耐焊接温度
溶点 & 熱变形温度 (? C)
280
Tm

260
DTUL (GF30%)

240

220

200
XAREC? SPS PA6 PBT PET PA66 PPS

耐水性

100 好的耐水性

拉伸強度保持率 (%)

80

GF30% 耐熱水 120oC Pressure cooker test

60
40 PA66 20 PBT 0 100 200 500 1000

XAREC? PPS

2000

时间(hr)

电气性能
适合用于高电压零件 玻纤加强, V-0

40

绝缘破坏强度 (kV/mm)

35 SPS (XAREC?) 30 PET,PA46 25

LCP
20 PPS 15

PA66

PBT

5

4

3

2

1

0

耐电径迹特性品级 (CTI, UL 规格)

介電特性比較
0.1000

低的介電正切 (tanδ) 低的介電常数 (ε’)
PAR
EPOXY Resin PC(GF30%)

1MHz 25oC

介電正切 (tanδ)

0.0100 PSF BT resin 0.0010 PPE PES PBT(GF30%)

PBT(GF30%)

PPS(GF40%)
XAREC-GF30% V-0

XAREC-Unfilled
PE 0.0001 PTFE

XAREC-GF30% HB

2

3

4

5

介電常数 (ε’)

高温耐化学性

Chemicals 酸 碱 Blow-bye water NaOH aq.(10%)

Temp.
? C 100? C 80? C

SPS
S131(GF30%) Excellent ◎ Good ○

PA66
GF30% Poor × Fair △

PBT
GF30% Poor × Poor ×


酒精

CaCl2 aq.(10%)
Methanol 汽油 発動機油 車輪油 刹車油 Antifreeze Window washer

80? C
60? C 80? C 150? C 150? C 80? C 120? C 80? C

Excellent ◎
Excellent ◎ Fair △ Excellent ◎ Excellent ◎ Excellent ◎ Good ○ Excellent ◎

Poor ×
Fair △ Excellent ◎ Excellent ◎ Excellent ◎ Excellent ◎ Poor × Fair △

Fair △
Good ○ Excellent ◎ Good ○ Fair Excellent ◎ Poor × Good ○

汽車工業

浸泡30天

XAREC? SPS 用途

XAREC? SPS 在各实例用途的主要性能
? 最主要的特征 ? 耐高温性 (mp. 270 deg. C) ? 耐化学性

?

加上… ? 良好耐水/耐蒸气 ? ? ? ? ? ? 良好介電特性 良好耐电径迹特性, 绝缘破坏强度 可以镀金 比重低 形状保持性好 低吸水性

XAREC?用途 (Auto)
用途 型号 其它材料 为什么SPS? 线路板连接器 (无铅焊接) S121 (GF15%, HB), S131 (GF30%, HB) PBT-GF15,PBT-GF30 ?耐熱性 (无铅焊接) ?低翘曲 ?重量轻

线路板连接器 (无铅焊接)

XAREC?用途 (Auto)
用途 型号 其它材料 发动控制器外壳 S131 (GF30%, HB) PBT-GF ?耐熱性 ?耐化学性 ?低翘曲 ?重量低

为什么SPS?

发动控制器外壳

XAREC?用途 (Auto)
用途 型号 其它材料 为什么SPS? 灯罩 WA214LG (GF40%) Amodel (PPA)

?耐熱性 (150? C) ?低燃烧气 ?绝缘破坏电压 (25kV)

点燃



HID 灯罩

灯罩

XAREC?用途 (Auto)
用途 型号 其它材料 为什么SPS? 检油捧 WA212LG (GF30%) PBT-GF

?耐化学性 ?耐熱性

检油捧

XAREC?用途 (Home Electric Appliance & OA/FA)
用途 型号 其它材料 为什么SPS? 电子壶零件 水泵 S132 (GF30%) Aromatic PA, PSU ?耐水性 (沸水) ?耐熱性 过滤器 S100 (non-GF) COC

水泵 (S132)

炭过滤盒 (S100)

电子壶零件

XAREC?用途 (Home Electric Appliance & OA/FA)
用途 型号 其它材料 为什么SPS? 洗衣机零件(滚筒式) S104 (non-GF, HB) POM, PP-Talc

?耐水性 ?耐熱性 ?耐化学性 ?形状稳定性

内装支架

框架零件

XAREC?用途 (Home Electric Appliance & OA/FA)
用途 型号 其它材料 为什么SPS? 电磁式饭煲零件 C132 (GF30%, HB) - ?耐水性(蒸气) ?耐熱性 ?低翘曲

电磁式饭煲零件

XAREC?用途 (Home Electric Appliance & OA/FA)
用途 型号 其它材料 为什么SPS? 电子微波炉 (转圈座) C132 (GF30%) PPS-GF, TPX-GF ?良好介电率 (低分散性) ?耐熱性

转圈座 转圈
电子微波炉

XAREC?用途 (E & E / High Frequency)
用途 型号 其它材料
为什么SPS?

高频率产品零件 (天线, 终端器) C132,WA550 (GF30%), SP150 (Platable, GF30%)
LCP-GF,PPS-GF ?良好介电率 (低分散性) ?可电镀 (MID) ?比重低

电视调整终端

手机天线 (MID)

XAREC?用途 (Auto / High Frequency)
用途 型号 其它材料 为什么SPS? 微米波-雷达感应器盖 S120 (GF15%, HB) -----

?良好介电率 (低分散性) ?低翘曲 ?耐水性 ?耐熱性

微米波- 雷达感应器盖

XAREC?用途 (E & E / High Frequency)
用途 型号 其它材料 为什么SPS? LCD转换器线圈板 S931 (GF30%, 1/32”V-0) LCP-GF
?良好介电率 (低分散性) ?高绝缘破坏电压 ?良好耐熱性
15mm 15mm

6mm

15mm

30mm

20mm

LCD转换器的线圈板

XAREC?用途 (Auto / High Frequency)
用途 型号 其它材料 为什么SPS? 高智能运输系统的天线 C122 (GF15%,HB) PTFE

?良好介电率 (低分散性) ?可电镀 ?比重低 ?耐热性

高智能运输系统的天线

XAREC?用途 (Auto)
用途 型号 其它材料 为什么SPS? 螺线形电导管阀 (刹车控制器的排气阀) S131 (GF30%) PBT-GF ?耐电俓迹性 ?耐水性

螺线形电导管阀

XAREC?用途 (Auto)
用途 型号 其它材料 为什么SPS? 摩托车灭音盖 SP130, SP140, SP151 (Platable, HB) PA-GF

?可电镀 (金属外观) ?耐熱性 ?重量轻

摩托车灭音盖

XAREC? 用途 (与水有关的周边器材)
用途 型號 其他材料 热水器零件 (水泵外壳、水流开关、水泵转接器) D132 (GF25%) m-PPE-GF25%、PPS-GF30% ?耐化学性 ?耐热水性 ?耐盐素水性 ?良好耐滑动及疲劳特性

为什么SPS化

水泵外壳

水流开关

水泵转接器

总结XAREC? SPS的用途
? 最主要的特征 ? 耐高温性 (mp. 270 deg. C)
? ? 线路板连接器(无铅焊接) 发动控制器外壳 检油捧

?

耐化学性
?

?

加上… ? 良好耐水/耐蒸气
? 电子壶零,洗机零件,电磁式饭煲零件, 熱水器零件

?

良好介電特性
? ? ? 电子微波炉 手机天线,线圈,高速度连接器 微米波-雷达感应器盖

?

良好耐 电 径 迹 特 性, 绝 缘 破 坏 强 度
? 高压连接器/终端器,螺线形电导管阀

?

可电镀
? 摩托车灭音盖

附加资料

各型号一览表
Grade Type Code 阻燃级 0 10 20 GF Cont. (%) 30 40 50

S, C, WA

HB

S104

S110

S121 C122

WA210

S131 C132 S142 WA212 S141 C142 WA212LG WA214LG WA550 WA552 C832 EA533 S931 S932 EA513 EA537 C842 EA543

SPS 1/16” V-0 S, C, EA 1/32” V-0 EA522 C852

S942

SPS/填充材料 (可电镀)

SP

HB

SP130 SP152

SP140

SP151

SPS/PA

NWA

HB HB

NWA7020 D132 D921

NWA7030 NWA5030 D141

SPS/PS

D V-0

XAREC? S-Grade, C-Grade (HB Type)物性
XAREC? (HB Type) 物性 试验方法 单位 S100 玻纤含量 比重 吸水性 成型收缩性 24hr/aq. MD 拉伸特性 破坏强度 ASTM D792 ASTM D570 ASTM D955 ASTM D638 % % % MPa % MPa 0 1.01 0.04 1.7 35 20 65 S-Grade S120 15 1.11 0.05 0.50 75 3.0 125 S131 30 1.25 0.05 0.35 115 2.5 185 S132 30 1.25 0.05 0.35 115 2.5 185 C122 15 1.10 0.05 0.50 70 3.0 115 C-Grade C132 30 1.25 0.05 0.35 105 2.3 165 C142 40 1.35 0.05 0.30 115 2.0 180

破坏伸长率 ASTM D638 弯曲特性 弯曲强度 ASTM D790

机械性能

弹性率
艾氏耐冲击强度 洛氏硬度 载荷弯曲温度 1.82MPa 0.46MPa CTLE 体积固有电阻 介电常数 1MHz 1MHz x10-5 有缺口 无缺口

ASTM D790
ASTM D256 ASTM D256 ASTM D785 ASTM D648 ASTM D648 ASTM D696 ASTM D257 ASTM D150 ASTM D150 ASTM D149

MPa
kJ/m2 kJ/m2 M-scale ? C ?C

2500
10 N.B. (L) 60 95 110 9 >1016 2.6 <0.001 66

4500
10 35 45 170 260 4 >1016 2.8 <0.001 47

7500
11 45 70 245 265 2.5 >1016 2.9 <0.001 48

7500
11 45 70 245 265 2.5 >1016 2.9 <0.001 48

4500
10 40 45 190 260 4 >1016 2.8 <0.001 45

8000
10 40 70 245 270 3 >1016 2.9 <0.001 45

10500
9 40 75 250 270 3 >1016 3.0 <0.001 45

熱性能

cm/cm/? C
Ω?cm kV/mm

电性能

介电损失 绝缘破坏强度

耐电弧性
耐电径迹性 (IEC) 燃烧性 注意 UL94分类

ASTM D495
UL94

sec
-

91
>600 (HB)

105
>600 HB

122
580 HB UL746B

122
580 HB

105
>600 HB

120
550 HB

120
550 HB

XAREC? S-Grade, C-Grade (V-0 Type)物性
XAREC? (V-0 Type)
物性 试验方法 单位 S931 玻纤含量 比重 吸水性 成型收缩性 24hr/aq. MD 破坏强度 拉伸特性 破坏伸长 率 弯曲强度 弹性率 ASTM D792 ASTM D570 ASTM D955 ASTM D638 ASTM D638 ASTM D790 ASTM D790 % % % MPa % MPa MPa 30 1.44 0.07 0.30 105 1.9 160 9800 S-Grade S932 30 1.44 0.07 0.30 105 2.1 165 9500 S942 30 1.52 0.07 0.25 115 1.5 175 12000 C832 30 1.39 0.07 0.30 110 2.3 170 9800 C-Grade C842 40 1.47 0.07 0.25 120 2.2 180 12000 C852 45 1.54 0.07 0.23 120 2.1 180 13000

机械性能

弯曲特性

艾氏耐冲击强度 洛氏硬度 载荷弯曲温度 熱性能 CTLE 体积固有电阻 介电常数 电性能 介电损失 绝缘破坏强度 耐电弧性

有缺口
无缺口

ASTM D256
ASTM D256 ASTM D785

kJ/m2
kJ/m2 M-scale ? C ?C cm/cm/? C Ω?cm kV/mm sec

6
20 75 235 265 2.5 >1016 3 0.002 35 90

7
25 75 245 265 2.5 >1016 3 0.002 35 120

8
25 75 245 268 2.3 >1016 3.1 0.003 35 120

7
25 75 245 265 2.5 >1016 3 0.002 35 120

7
25 75 245 265 2.5 >1016 3.1 0.003 35 120

6
25 75 247 268 2.3 >1016 3.2 0.003 35 120

1.82MPa 0.46MPa x10-5

ASTM D648 ASTM D648 ASTM D696 ASTM D257

1MHz 1MHz

ASTM D150 ASTM D150 ASTM D149 ASTM D495

耐电径迹性 (IEC)
燃烧性 注意 UL94分类

UL94

-

550
1/32" V-0 UL746B

400
1/32" V-0

400
1/32"V-0

400
1/16"V-0

400
1/16"V-0

400
1/16"V-0

XAREC? SP-Grade (电镀型)物性
XAREC? (Platable Type)
物性 试验方法 单位 SP130 玻纤含量 比重 吸水性 成型收缩性 24hr/aq. MD 破坏强度 拉伸特性 破坏伸长 率 弯曲强度 弹性率 有缺口 无缺口 ASTM D792 ASTM D570 ASTM D955 ASTM D638 ASTM D638 ASTM D790 ASTM D790 ASTM D256 ASTM D256 ASTM D785 1.82MPa 0.46MPa CTLE 体积固有电阻 介电常数 1MHz 1MHz x10-5 ASTM D648 ASTM D648 ASTM D696 ASTM D257 ASTM D150 ASTM D150 ASTM D149 ASTM D495 UL94 % % % MPa % MPa MPa kJ/m2 kJ/m2 M-scale ? C ?C cm/cm/ ?C Ω?cm kV/mm sec 0 1.19 0.04 2 35 2.6 65 3000 4.5 32 (L) 61 97 110 7.5 >1016 2.9 <0.001 70 95 >600 HB SP-Grade SP140 15 1.29 0.05 0.7 72 2.8 115 5500 8 35 44 200 260 3 >1016 3.1 <0.001 50 105 >600 HB SP151 30 1.4 0.05 0.3 98 2.3 157 8900 10 35 47 245 265 3 >1016 3.4 <0.001 50 110 >600 HB

机械性能

弯曲特性

艾氏耐冲击强度 洛氏硬度 载荷弯曲温度 熱性能

电性能

介电损失 绝缘破坏强度 耐电弧性 耐电径迹性 (IEC)

燃烧性 注意

UL94分类

XAREC? S,C-Grade 成型条件
XAREC? S-Grade, C-Grade, SP-Grade
预烘干 120? C,3-5小时 (可以一整个晚上) or 150? C,2-3小时 虽然是吸水低耐水性强材料, 为了避免银条外观不良发生等等, 必须进行预烘干.

标准温度设定
H3(? C) Min. 成型温度 Std. Max. 265 270 290 H2(? C) 275 280 300 H1(? C) 285 290 310 Nozzle(? C) 285 290 310

成型温度如果少于280度是佷难完全溶解的(因为mp是270度); 也不能超过310度,太高温树脂 分解会产生气体和物性衰退问题. 标准表面温度 130-150? C 要充分发挥SPS的特性 耐熱性, 耐化学性, SPS必需充分结晶, 所需要温度是130度以上. 射出压力 背压 射出速度 螺杆转数 清料 标准 400-1200kg/cm2 标准 5-10kg/cm2 标准 40-70% 标准 50-100rpm 成型结束时候或者成型停止时候进行清料 成型结束时候或者成型停止时候进行清料, 使用HDPE,GPPS在圆筒内清料, 高分子HDPE是 最推荐的.

模具温度

介电和温度的自然关系
5 PET 0.05

4 PET 3 PPS SPS

0.04

0.03

PP 2 0.02

1

PPS 0.01 SPS

0 0 50 100 150

PP 200

0.00

温度 Temperature (? C)

tanδ

εr

介电和频率的自然关系
4 0.020

PET 0.015 3 PPS SPS

εr

0.010

PP 2 0.005 PPS SPS PP 1 102 103 104 105 106 107 0.000

频率 Frequency (Hz)

tanδ

PET

各种工程塑料的介电
4.5
LCP GF40 PA46 GF40 V-0 PPS GF40 PBT GF30 V-0 PCT GF40 V-0 PA66 GF30 V-0

4.0

εr

3.5

SPS GF40 V-0 3.0

SPS GF30 V-0

2.5 106 107 108 109 1010 1011

频率 Frequency (Hz) 0.025 0.020 0.015 0.010 0.005 0.000
PA46 GF40 V-0 PA66 GF30 V-0 PBT GF30 V-0 PCT GF40 V-0 LCP GF40 PPS GF40

tanδ

SPS GF40 V-0 SPS GF30 V-0

106

107

108

109

1010

1011

频率 Frequency (Hz)

低介电常数型号 XAREC?
Type Grade 比重 吸水性 23? C×24hr 在水中 有缺口 艾氏 耐冲击强度 无缺口 破坏强度 拉伸特性
凹陷 弯曲

原料 SPS % kJ/m2 kJ/m2 MPa MPa % MPa MPa ? C ? C 1.04 0.04 1.5 15 45 2.0 75 3000 110 95 2.2 2.5 2.5 2.4 5 3 6 11

不含玻纤 S104 1.01 0.04 10 N.B. 35 40 20 65 2500 110 95 2.5 2.5 2.5 2.4 7 8 11 14 HB 同等

含玻纤加强 S131 GF30% 1.25 0.05 11 45 115 2.5 185 7500 265 245 3.0 3.0 3.0 3.0 15 28 33 40 HB S931 GF30% 1.44 0.07 6 20 105 1.9 160 9800 265 235 3.0 3.2 3.1 3.1 25 34 39 45 1/32”V-0 SP130 GF=0% 1.19 0.04 4.5 30 35 2.6 65 3000 110 95 2.8 2.9 2.8 2.8 5 5 8 10 HB

电金型号 SP140 GF=15% 1.29 0.05 8 35 72 2.8 115 5500 260 200 2.9 3.1 3.1 3.0 5 15 19 23 HB SP151 GF=30% 1.40 0.05 10 35 98 2.3 155 8900 265 245 3.2 3.4 3.4 3.3 7 25 30 36 HB

Grade

弯曲特性
载荷弯曲温度

介电性能

破坏伸长率 强度 模数 0.46MPa 1.82MPa 1MHz 3GHz εr 6GHz 12GHz 1MHz 3GHz Tanδ 6GHz 12GHz

注意

×10-4 ×10-4 ×10-4 ×10-4 -

XAREC?电镀方法
适合一般的ABS电镀方法
ABS XAREC 脱油脂/水漂洗 蚀刻 (Chromic Acid) 中和 条件更替 (SPS) 蚀刻 (Special for LCP) 中和 (Special for LCP) 条件更替 (Special for LCP) LCP

催化
活化

沉电 (Ni, Cu, etc.)
电镀 (Ni, Cu, Cr, etc.) 烘干

XAREC? D132之物性, 耐化学性(与其他材料比较)
拥有良好一般物性及耐化学性水槽
型号 XAREC D132 GF量 比重 艾氏耐冲击强度 有缺口 冇缺口 拉伸特性 拉伸強度 kJ/m kJ/m MPa
2

水泵事业方面 m-PPE A社 20wt% 1.25 9 30 90 S社 25wt% 1.24 12 50 120 20wt% 1.20 11 40 95 G社 30wt% 1.28 13 50 120

水泵事业方面 PPS D社 30wt% 1.53 12 60 145

25wt% ASTM D792 ASTM D256
2

1.24 12 45

ASTM D638

120

延伸
弯曲特性 弯曲强度 模数 蛓荷弯曲温度 0.46MPa

%
MPa MPa ℃ ASTM D648 歪1.2% ASTM D790

2.9
185 7500 140

2.2
140 7000 135

2.8
180 7500 140

2.9
160 6000 140

2.6
185 8000 145

2.7
230 10000 280

1.82MPa
耐化学性 ◎:無變化 ○:龟裂,白化 △:裂紋 ×:裂痕 ※:断裂



135


130
※(<90min)

135
※(<90min)

135
※(<12hr)

140
※(<90min)

265
-

机械油 TF20

三点彎曲 r.t×12hr

歪1.4%
歪1.6% 歪1.2%


※(<90min) ◎

※(<30min)
※(<30min) ◎

※(<60min)
※(<30min) ◎

※(<90min)
※(<60min) ◎

※(<60min)
※(<60min) ◎

-

螺丝油 T5L

三点彎曲 r.t×48hr

歪1.4%
歪1.6%




※(<42hr)
※(<18hr)










-

XAREC? D132之耐热水性,耐盐素水性
拥有良好的耐热水性及耐盐素水性

140 120 100 80 60 40 20 0 0 500 1000 时间(hr) 1500 2000 D132 (GF25%) A社 (GF25%) S社 (GF25%) 耐热水性 (130℃×2000hr)

140 120 100 80 60 40 20 0 0 500 1000 时间(hr) 1500 2000 耐盐素水性 (500ppm), 100℃×2000hr)

拉伸強度 (MPa)

拉伸強度 (MPa)

D132 (GF25%) A社 (GF25%) S社 (GF25%) G社 (GF20%) G社 (GF30%)

XAREC? D132之耐滑动疲劳特性
拥有良好的耐振动疲劳特性

60

滑动疲劳界限之应力曲线
50

(23℃,30Hz)

疲劳界限应力(MPa)

40

30

D132 (GF25%) A社 (GF25%) S社 (GF25%) G社 (GF20%) G社 (GF30%)

20

10 1.E+02

1.E+03

1.E+04 重覆次数

1.E+05

1.E+06

XAREC? D132之标准成形条件
XAREC? D132
80-100C×3-5hr (可以用一整晩时间) 予烘干
虽然吸水低耐水性强, 但是为了预防银条等外观之不良, 必须预先烘干 如干燥温度超过100?C,会引起原料自我融化及变黄等现象.

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标准温度设定 H3(C) H2(C) 260 280 290 H1(C) 270 290 300 Nozzle(C ) 270 290 300

成形温度 (重要)

Min. Std. Max.

250 270 280

成型温度如果少于270度是很难完全溶解的; 也不能超过310度,太高温树脂分解会产生气体和 物性衰退问题

标准表面温度 60-100C 模具温度
不同产品会有不同温度要求 为防止成形品摺曲,模具温度最好比较低. 但如追求外观必须将模具温度调高

XAREC? D-Grade之成形温度及成形温度进行清洗 成形後 清洗
XAREC? D-型号成形后、料管温度必须保持然后进行清洗. 之后再回复之前的设定温度 料管温度调低后才进行清洗, 由于XAREC? D-型号是结晶性材料,所以它于料管内会产生少量结 晶

树脂交替有可能需要一段时间 由于考虑到相溶性, 最好选用聚苯乙烯. 聚乙烯或市面上清洗用材料亦可使用

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