TPX离型膜

更新时间:2022-06-25

TPX离型膜:TPX定义:TPX为Transparent Polymer X的简称,TPX离型膜是一种透明且耐热的聚烯高分子,化学名为Polymethylpentene。

基本信息

外文名Transparent Polymer X
性质聚烯高分子

TPX离型膜特性

物性被归类为耐热性聚烯的TPX离型膜具有以下特点:

1.高透明性(光线透过率90%以上);

2.优良耐热性(熔点230~240℃);

3.优良电气特性;

4.耐药品性;

5.低密度(0.83g/cc);

6.成型加工性良好;

7.安全性优。

TPX离型膜为透明性树脂中耐药品性最优。透明材料一般为非结晶性(如玻璃、PS)或完全结晶体(如钻石、冰)。TPX离型膜为结晶度20-70%的结晶性高分子,它所以能具有高透明性,是因其结晶部与非结晶部的密度几乎相同,显示了光学的均一性。

非结晶材料与结晶性材料在机械物性上的区别,为非结晶材料在Tg点以上即失去强度,但结晶性材料在远结晶熔点以前,均保有机械强度,在Tg点以上亦不失去强度。TPX离型膜的Tg点为16-30℃,结晶的熔点220-240℃。

由于TPX离型膜亦属于聚烯的一种,故它的PE、PP一样,也有优良电气特性与耐药品性。它是透明树脂中唯一不会因润滑油或药品而引发龟裂的材料。

1、物理性质

a、物理的特性

TPX离型膜的Tg值仅10-30℃ ,远低于Psu的190℃及PC的155℃,但熔点则高达 220 ~ 240℃。由于结晶性树脂在熔点附近仍可保持刚性,故在Tg点以上的温度范围,仍有充分刚性并保持形状。

比热很大为0.47cal/g.℃,比重很小为0.83,为塑料中最轻的材料。结晶度依成型条件不同而异,一般为30-45%,在促进结晶条件下则可达70%以上。吸水性极低。

b、密度

商业化生产的塑料材料中,TPX的密度是最小的。聚烯的密度受其侧链的影响,侧链愈大则立体障碍也愈大,密度即变小。经过测定,TPX离型膜结晶部的比重为 0.828 ±0.002,非结晶部则为0.838。结晶部的密度与冰相当。

2、机械性质

a、抗拉强度

在抗拉强度与温度的关系方面,TPX离型膜的机械强度与PE离型膜、PP类似,强度的绝对值小于PSu、PC或PMMA,但因具结晶性树脂的特点,在结晶熔解(220-230)以前,均能保有强度。

b、弯曲特性

将厚度2mm,宽20mm,长120mm的试片单侧予以支撑,在一定温度,无荷重情形下,测定变形量与时间的关系。PMMA在80℃以上迅速变形,PC与PSU分别在140℃与160℃也发生大的变形,无法承受本身重量。TPX离型膜因具结晶性树脂的特点,200℃时也只有10mm的变形量,不受外力的情形下,可于180℃温度下使用。经由成品设计,实用温度可再提高。

c、冲击强度

TPX离型膜的冲击强度在Tg值以上会急速转强,而在室温或低温下的冲击强度则明显较PC劣,与PMMA相当,但较PS为优。至于落锤冲击强度则随着厚度增加提高。

3、热的性质

a、热变形温度与荷重的关系

TPX离型膜的Tg值仅10-30℃,在高荷重下,其热变形温度(HDT)较低,但因熔点(Tm)高达220-240℃,故在低荷重或无荷重下具HDT。Vicat软化点为140-180℃,与PC或PSu相当。

b、耐热寿命

TPX离型膜的耐热寿命依温度与时间来决定。在空气中的老化是氧化反应引起的,欲防止氧化反应,可添加耐热安定剂,则耐热寿命约可延长3倍。在UL规格(UL 946B)的温度指数为115℃,属于UL94 HB等级。

4、其它性质

a、光学性质

TPX离型膜在从紫外线到红外线的范围,均有很高的光线透过率。紫外线范围波长的光,可被血液、液体中的氧或化学成分的分析利用。TPX是少数具耐药品性,又有良好紫外线透过率的材料之一。光线屈折率很低,只有1463,是仅次于氟树脂的1.338-1.425。

b、透气性

TPX离型膜有很高的透气性及选择性,这是它的特性之一,其原因为具低密度与非极性之故。对氧的透过性为氮的4~6倍,故可用作富氧膜

c、耐药品性

TPX离型膜是聚烯的一种,因此有极优的耐药品性,在高温下也不受无机酸、无机碱的侵害,并可耐多种有机溶剂,于高温、高压蒸气中也不分解,保有相当机械强度。可使其劣化、膨润的有机溶媒为苯、甲苯、环已酮等芳香族溶剂,及三氯乙烯四氯化碳氯仿等氯系溶剂。PC、PMMA、PSU等会因内部应力残留而在MEK、MIBK龟裂,TPX离型膜则不会。

d、电气特性

TPX离型膜作为电气绝缘材料时,优点为耐热性良好,并有高绝缘破坏电压、低介电率及介电正接:缺点为低温时伸长率不足,且耐铜害性劣(易被铜离子促进分解)。改良低温特性的方法为与低分子量寡聚体混掺,添加铜害防止剂则可提高耐铜害性。TPX离型膜的介电损失是绝缘材料中最小的,约与PE、氟树脂相同。在60~120℃所存在的介电损失峰值,可藉寡聚物的添加,或与其它树脂、无机物的混掺而移位。

e、耐候性

TPX离型膜在分子构造上是具有三级碳原子,因此易受紫外线而劣化,但添加紫外线吸收剂即可改良耐后性,改良耐后的TPX仍具有透明性。

成型加工

TPX离型膜可用射出、押出及吹气等方法成型,回转成型或粉体涂布则有困难。基本上,它是流动性良好的材料,可用与PE、PP相同的成型方法与设备来成型。由于是透明性材料,若有它种材料混入,会使透明性大幅下降。染色时可采干式混掺法,但颜料须选用可耐成型加工温度者。

1、射出成型法

a、成型机

TPX离型膜的射出成型可用具适当加热容量及温度控制机构的聚烯用成型机。成型温度范围广,270-330℃间均可成型,内部变形小,为获得良好制品物性,应采高温成型,模温则为20-80℃。TPX和PP一样,均为热分解型材料,在长时间加热下会分解,因此成型机容量要适当,射出容量相对于制品重量过大时,反而无法获得良好制品。TPX离型膜熔点粘度低,会从喷嘴前流出,故要用关闭式喷嘴,若是用平直喷嘴,则温度要小心控制。

b、模具构造

模具的基本构造与PP大略相同,不同的地方如下:

表面研磨:TPX离型膜的流动性佳,为使制品具高透明性与高光泽性,镜面的研磨是必要的。

脱模:TPX离型膜在较高温度下会变柔软,顶出鞘可能将制品顶破,宜并用顶出板与空气顶出。

排气:成型温度高,易产生气体,必须有充分排气的构造。

收缩率:会依制品形状、厚度成型条件不同而异,一般为1.5-2.5%。

c、成型条件

依成型条件之不同,TPX离型膜的收缩率与制品内部树脂的配向程度也会改变,甚至影响制品的实用物性。成型收缩率依树脂温度、模温、射出速度与时间不同而异,成型温度愈高,收缩率愈小,流动方向与直角方向收缩率的差也减少,可获得良好的制品。TPX离型膜的分子量很大,约40-120万,但分子间力很弱,故易于流动,虽将温度下降,只要施加足够成型压力,仍可成型,但因制品内部有树脂的配向,所得制品较脆且易龟裂。TPX离型膜射出成型的重点为使制品内部的分子配向小,因此模具内树脂的流速(射出速度)要慢,树脂粘度要降低(高温成型)。射出速度较慢者,适当条件范围广。

2、挤出成型

TPX离型膜的挤出制品如薄膜、涂布纸、管、圆棒等,在冷冻食品包装、离型纸、烘烤瓦楞纸、环氧树脂硬化用离型纸等方面均有应用。

PE或PP用的全螺纹式螺杆或三段式螺杆,均可用于TPX离型膜的押出成型,但以几点是TPX离型膜与其它聚烯不同之点。

注意事项:

TPX离型膜的熔点为240℃,是聚烯中最高的,比热也较大,因此在可塑化阶段要供应大量的热。(PP、HDPELDPE的熔点分别为160℃ 130℃及105℃)。

TPX离型膜的熔融粘度较PE或PP为低、温度变化也较大。

比重只0.83,是热可塑性塑料中最小的。

基于以上因素,以一般的挤出机来抽出TPX离型膜时,挤出量较PE、PP为少,若提高螺杆转速,又会使挤出波纹激增,不易安定生产。在此情形下,以适当的温度模式,并预热原料,以增强可塑化能力,才是提高押出量的方法。

经过挤出条件的改进,其挤出量最高可达PP的70-80% 一种新开发的挤出螺杆,可让TPX离型膜高速且稳定地生产。此种螺杆可将固体与熔融体分离并可塑化。押出量可达与PE、PP相同的水准。

3、吹塑成型

TPX离型膜也可用一般的吹塑机来成型,但以下四点必须注意:

熔融粘度低,模胚的垂流大。

熔融粘度受温度的影响大。

熔点高,易固化。

表面状态对透明性的影响大。

以上问题须藉由材料选择、模头温度控制、成型机加装积料槽等方式来改良,以获得良好制品。

TPX离型膜应用

TPX离型膜具有耐热性、耐药品性、耐油性、电气特性、安全性、光学特性等优点,应用范围很广。主要用途包括:医疗、化妆品容器、理化实验器具、微波用食器、电气/电子零件、工业零件、薄膜、信息器材零件、树脂改质剂、电气绝缘材等,此外先进的光内存、光通讯器材、水处理装置、空气分离膜等应用亦在开发中。

1、医疗方面

医疗器材常用高压蒸气、γ射线氧化乙烯等来灭菌,与PVC相比,TPX离型膜较不会吸附氧化乙烯,故无残留氧化乙烯的毒性问题,是可耐高压蒸气灭菌的透明材料。经γ线照射后,仍可保有良好物性,但数个月后物性会急速下降。故可长期保存、使用的医疗用TPX离型膜仍待开发。

2、食品应用

TPX离型膜对食用油有很强抗性,在100℃以上的高温,既不溶于油,也不会吸附油。另一方面,TPX对微波的透过性优,随着微波食品的普及化,其在冷冻食品包装材方面的应用亦增加。

3、电气、电子零件

TPX离型膜的耐热性、透明性、耐药品性及加工流动性均优,且可耐润滑油、焊接油及冷媒洗剂,故除电子零件外,在洗衣机盖、电熨斗、咖啡壶等小家电方面亦有应用。

4、工业零件

TPX离型膜的表面张力小,仅次于氟树脂,为离型性优的材料。耐热性可达180℃,故在环氧树脂硬化、FRP硬化及化妆板制造时,可取代氟化乙烯膜为离型材料。

5、电气绝缘用

为提高高电力输送的效率并减少送电损失,送电系统多采超高压电系统,故所用材料必须介电率低,绝缘性高。在要求耐热的场合,TPX离型膜已可取代杜邦公司的Tefcel,并用于油井电缆方面。

6、其它

光电应用:TPX离型膜为透明树脂中吸水性最小的,且耐热性优,比重小,可用作光学记录材的基板。借着成型加工技术改良及二次加工,已可获得复屈折小的TPX离型膜制品。

分离膜:TPX离型膜的透氧率为透氮率的4-6倍,故可作为空气分离的富氧膜。此外亦可利用TPX离型膜的高透气性,研究其在水处理装置、人工肾脏透析方面的应用。

树脂改性剂:氯化TPX离型膜可作为耐热接着或耐热性印墨、涂料的原料。此外它也可与PC、PA、PPS等耐热性工程塑料混掺,以改善耐药品性、耐水性、流动性及离型性等。


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