1、手機塑膠材料手機塑膠材料 及及 其其 性能檢測性能檢測 華南檢測塑發室 趙中陽 /73764目目 錄錄 手機產品用塑膠材料介紹手機產品用塑膠材料介紹 塑膠材料不同項目測試塑膠材料不同項目測試手機產品用塑膠材料介紹手機產品用塑膠材料特點 流動性好 (高流動性 ,高流長比 L/T); High flow沖擊強度高 , 特別是低溫下沖擊強度之保持性 ; High Impact Strength also at Low Temp更高的彈性模量及拉伸強度 ; High Tesenileand Flexturalstrength尺寸穩定性佳 ,低翹曲 (低模收縮 isotropic) Dimension
2、stability,lowwarpage良好表面外觀 ,特別是針對玻纖增強材料 Good surface (especial for Glass-fiber filled) 滿足產品后處理 (烤漆電鍍 PVD移印 )之要求 Ease of painting , plating,PVDand printing The characteristic of MobliephoneplasticApplication of PC PC -分子特征主要性能優點 材料强度高 耐热变形温度高 透明度高 纯净 度高 耐用性高 着色 能 力 好 Application of PC 性能 缺 點 易刮傷 VS磨耗
3、 性 耐 化學 性 差 缺口敏感 雙折射 性Application of PC l電 腦 外 殼 : PC l光碟片 : CD l電子電 器 Electronic耐热变形温度高 投影 機 水瓶 奶瓶 Application of PC 無毒 ,纯净 度高Application of PC 電話亭 走廊屋頂 PC天窗PC -耐 化學 性 差 Application of PCPC -耐 化學 性 差 應 用 應 用 應力誘導 效應 烤漆之 應 用 酯類酮類等 烤漆 溶劑 的 作 用 內應力 檢測之 應 用 甲苯 (Toluene)及 丙醛 (n-Propanol) CCl4及 酒精 溶解 及 溶
4、漲 效應 Application of PC19 6 9 10 0 5 10 15 20 磨耗量 (mg) PMMA PMMA HC PC PC HC PC -易刮傷 VS磨耗 性 鉛筆硬 度 -抗划傷 性 差 B 如果提 高 到 H 則韌 性 變差 但由于韌 性好 ,造成磨耗 量比 PMMA小 Application of PC低溫沖擊 韌 性 規格 低溫沖擊 韌 性 規格 low temperature ductile low temperature ductile PC EXL1414 材料特點 :目前手機材料中最常用 PC規格 It is the prevailing material
5、 forcover among PC series 優良低溫下沖擊韌性強 (普通 PC材料低溫下沖擊強度低 ) IzodImpact, notched, 23 C 88 cm-kgf/cm ASTM D 256 IzodImpact, notched, -30 C 79 cm-kgf/cm ASTM D 256 材料流動性中等 ( 310 ,1.2kg MFI=10g/10min) Application of PC0 5 10 15 20 23 0 -20 -40 Temperature (C) ASTM D256 - Notched Izod (ft.lb/in) CYCOLOY C100
6、0HF CYCOLOY C1200 LEXAN 141R LEXAN IP300 LEXAN EXL1414 D D D D D B B B B = Brittle D = 100% ductile D D D D D D D D D B B B B EXL1414 -40C Ductility * For general information only -not to be used for specification purposes Notched Izod Study* Application of PC樣 品 Application of PC 光學級光學級 PC PC Optic
7、al PC Optical PC OQ1030 (光盤級 用料 ) X7300( 改善 耐 化學 性能 ) H-3000 (適 用 于導光板 材料 ) CD resin Chemical resistance Light guide 材料特性 : 高強度 (比 一般 PC小 但 滿足 跌落 測試 ) High ImpctStrength 高流動性 (比 PMMA材料更 適 用 于薄壁 產品 ) Higher Flow than PMMA 易產生應力開裂 Residual Stress is easy to occurABS-結構與 性能 Application of ABSABS-分 類 及
8、應 用 一般級 ( General Purpose ) 高 動 級 ( High Flow ) 耐 熱級 ( High Heat ) 阻燃級 ( Flame Retardant ) 透明 級 ( Transparent ) 電鍍 級 (Plating) 電鍍的 雙射 件 及 單件 Application of ABSPC/ABS組 成 PC/ABS 沖擊 韌 性 耐 熱 性 防火環 保性 流動性 耐低溫性 涂裝 電鍍性 靈活 應 對產品 發展趨勢 Application ofPC/ABSApplication ofPC/ABS 電 話 機 大屏幕 電 視 對 講 機 手機POLYMER TEC
9、HNOLOGY APPLICATION CENTER (PTAC) 高流動 規格 High Flow Grade PC/ABS C1000HF C1200HF 材料特點 : 高流動性 ,滿足成型薄壁產品 ; High Flow for thin wall 材料優良的韌性 (包括低溫下韌性 ) High ductile also at low temp ductile also at low temp 更高熱變形溫度 ,滿足產品烤漆要求 ; High HDT and suit for painting 材料剛性稍差 lower flextualstrength 熱 分 析 曲 線 C1200HF
10、 C1000HF Application of PC/ABS特 殊視覺 效果規格 Special Visual Effect PC/ABS C1200HFM 在普通材料規格的基礎上 ,通過特殊的添加劑 賦予材料特殊的外觀效果 ,同時可以保証材料力學性能不變 Achieve special visual effect by blend Additionagent to general grade when the mechanical proper is not be changed Application of PC/ABSInterference Interference Energy En
11、ergy Earth Earth Speckle斑紋 Stone石紋 Marble 大理石效果 Intrigue 魔幻 Neon Magix Magix Sparkle閃耀 Ares Diamond鑽石 Diffusion Diffusion Illuminate Application ofPC/ABS Light Diffusion電鍍 級規格 電鍍 級規格 PC/ABS MC1300 T45 材料特點 : 專 用電鍍 級 材料 ; 材料成 分配比 特殊 (Contains 50%ABS); 較 高熱變形溫度 ,能滿足 電鍍 產品成型要求 Application of PC/ABS聚甲 基
12、 丙稀酸甲酯 聚甲 基 丙稀酸甲酯 PMMA RHOM 8N ZK5BR ZK6HF ATOFINA MI-7I 材料特性 : 優良韌性 ( (是 普通 規格 的 三倍 是 普通 規格 的 三倍 ) ) Good Impact Strength Good Impact Strength 優良 耐化 學 溶 劑 及耐候 性 Weather and Chemical resistance 高 透光率 High light transmission 流動性 相對較 差 (3.3g/10min),不 適合于 薄壁產品 Low flow 較 低熱變形溫度 (8090度 ) Low HDT 樣 品 圖 片
13、 Application of PMMA規格 91 91 92 92 Trans % 0.4 4.2 3.3 3 MI 97 94 100 108 Vicat softening 8.0 7.5 5.0 2.0 Impact 2000 1900 2400 3300 Tensile Modulus ZK6HC ZK6HF ZK5BR 8N 耐 刮 擦 提 高流動 沖擊 改 性 通 用 型 特性 常 用 規格 Application of PMMAFig.1 Yellowness-UV Time curve 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 0 24 48 72 96 UV Time (hr
14、) Yellowness PC PC hard-coating PMMA PMMA hard-coating PC PMMA 耐 UV性優良 0 24 48 72 96 Application of PMMAM90S (polyplastic) C9021(ticona) 500P(dupont) 材料 規格 : 應 用 案例 : Hinge, stylus release button 優良力學性能 高剛性 耐磨 性優良 耐有机药 品性 、耐碱 性 有較 低的 摩擦系數 表面結晶 度高不 利于表處理 Application of POM分類 (1) 沖擊強度 拉伸強度 HDT 熔 點 類 別
15、 8 70 124 175 均聚 5 62 110 165 共聚 均聚 POM -(CH 2 -O) n - -(CH 2 -O) n1 -X n2 -(CH 2 -O) n3 -X n4 X 共聚 POM p均聚 優 勢 -較 高的機 械 強度 500P(dupont) 成 型 窗口 比 較窄 p共聚 優 勢 -熱 穩定性 C9021 M90S (ticona) Application of POM瑣具 自行車部件 攝像 機 部件 磁帶驅 動 器 結構 連接件 燃 油儲存 器 Application of POMApplication of PA Property LV-5H GV-5H 5
16、3G50 IXEF1022 53G35 玻纖含量 50% 50% 50% 50% 35% Tensile(MP) 155 240 230 250 195 Elongation at break (韌性 ) cond 5% 2.5% 3.2% 1.8% 3.4% Flextural Strength(MP) 220 350 340 360 290 Flextural-Modulus (剛性 ) 8.7GP 14GP 14GP 17GP 9.2GP Impact(kgf/cm) (韌性 ) 23 15.4 15.5 12.8 12 Density(g/cm3) 1.48 1.6 1.6 1.64
17、1.42 Mould shrinkage long(%) 0.1 0.05 0.3 0.1-0.3 0.1-0.3trans(%) 0.5 0.4 0.5 空氣中飽和吸濕率 0.40% 1.40% 1.50% 供應商 EMS EMS Dupont Solvay Dupont 手機 常 用 PA材料性能對比 PA6T (聚己二胺 對 苯 二 甲 酸 酯 ) Application of PA 6T 高強度高強度 , ,高剛性高剛性 低 吸水 性 低 吸水 性 高流動性 適合 薄壁產品 高流動性 適合 薄壁產品 高溫下強度保 持 性 極佳耐化 學性 (汽車行業 ) 性 價比 高 性 價比 高 顏色
18、選擇 性 少 材料 規格 : DUPONT HTN53G50 EMS GV-5H 應 用 方向 : 外 殼 /連接 器 Cover/connecter Application of PA 6T Good chemical resistance High HDT High Flow super super Flextual Flextual stress stress Low Cost Low Water absorption Choiceof color is limited材料特性 : 高強度 及 高剛性 (適 合 于 替代金屬 適 合 于 替代金屬 ); 低 吸濕 性 ,低 翹曲 低 模收
19、縮 (0.10.3%), 高 尺寸穩定 性 ; 優良產品外觀 ; 高 模 溫成型 (120度 ); 材料 結晶速 度 慢 ,產品易產生 毛邊 ; 能烤漆 電鍍 ; Application of PA 6I PA6I (聚己二胺間 苯 二 甲 酸 酯 )特性 : 高流動性 ; 低 密 度 (50%GF,1.47); 價 格 較貴 (13$/kg) 高 韌 性 高 韌 性 ( (相 對增強 工程 塑料 相 對增強 工程 塑料 ) ) 極 低 吸濕 性 極 低 吸濕 性 , ,高尺寸穩定高尺寸穩定 ; ; Application of PA12 High Flow Low Water absorpt
20、ion ,good dimensionally stability High impact strength Low Density The price is HighTPE(Thermoplastic Elastomer 熱 塑性彈性 體 ) 是 一類 材料的 總稱 兼有 熱 塑性材料的 成 型 性及 橡 膠材料的 彈性 根據基 材不同 可為 ,分 TPS,TPO/V,TPEE,TPSiV,TPU等 TPSiv 70A TPSiv 70A Dryflex G7705 45A Dryflex G7705 45A Tecbond Tecbond Application of TPE一 TPS 主
21、要 組 成苯 乙烯 類 TPE(SEBS,SBS,SIS) 主要 供 應 商 : KraiburgVTC GLS 材料特性 拉伸強度及 韌 性比 較 差 主要 應 用 Camera boot LCD gasket Power Key TPE Power Key G2709 Dynaflex GLS DF7705 Dryflex VTC TC6MGZ/TC7MGA Thermolast Kraiburg 規格 商 品 名 供 應 商 Application of TPE二 TPO/V 主要 組 成 EPDM+PP 主要 供 應 商 :AES 包括牌號 SantopreneVyram 材料特性 拉
22、伸強度及 韌 性比 較 差 ,與 PC,PCABS等無 法 進 行 雙射 主要 應 用 Hinge stopper Cameral gasket 第 三 位 硬 度 類 型 1=shoreA3=shoreD 第 二 位 :用 途 0=通 用 規格 后 兩位 硬 度 值 第 一 位 :顏 色 1=黑 2=nature 命 名 規則 : Santoprene101-50 Vyram9203-54 201-64 Application of TPE三 TPU 主要 組 成與 異氰 酸 脂反 應 的 氨脂 硬 鏈段 + 聚 脂或 聚 醚軟鏈段 主要 供 應 商 及 規格 : 材料特性 硬 度比 較大
23、拉伸強度 與 耐 疲勞 性比 較 好 ;與 PCABS 雙射 粘附 力 好主要 應 用 MMC-Card Door Sd-card Door 規格 商 品 名 供 應 商 GP75/GP85 Estane NOVEON S80A10 Elastollan BASF 245/260 Texin BAYER Application of TPEA Yellowing in color caused by exposing TPU( Texin245 ) specimen to UV-radiation The nature color 三 TPU Application of TPEIt is p
24、ossible to improve UV resistance by addition of Color pigments which prevent the deep penetration of UV-rays and thus mechanical destruction.The ageing process can also be delayed by the addition of UV-stabilizers. 基 于 PS或 SAN的 色 母 料 僅在 一 定 程 度 上 適 合 于 TPU 著 色 而 基 于 PE,PP或 PVC的 色 母 料 則 不 適 合 顏 色色 母
25、料 1-4% 色 漿 :0.5%-1% 色 粉 :0.2-0.5% 三 TPU Application of TPE四 TPEE 主要 組 成 : 聚 酯 类 TPE(TPEE)是 以 聚 对 苯 二 甲 酸 丁 二 醇 酯 (PBT)为 硬 链段 ,以脂肪族 聚 醚 , 例 如 四 甲 撑 二 醇 (PTMEGT)为软链段交 替 组 合 而 成 的 共 缩 聚 物 主要 供 應 商 及 規格 : DupontHytrel 材料特性 硬 度比 較大 ;拉伸強度 與韌 性比 較 好 ;與 PCABS雙射 粘附 力 不好 主要 應 用 Mini-SD Door Volume Key 特性 硬 度
26、規格 高模量 82D Hytrel8238 中 等 模量 55D Hytrel5556 低模量 30D Hytrel3046 Application of TPE五 TPSiV 主要 組 成 完全交聯 高分子 有 機 硅顆粒 均 勻 分 布在 工程 塑膠 中 形 成 的 熱 塑性彈性 體合金 材料 主要 供 應 商 : Dowcorning 材料特性 熱 穩定性 ,長 期使 用溫度 可 達 150。 與 PC,PCABS ABS雙射 比 較 好 。 特別的 絲質 手 感 。 主要 應 用 Cover Seal Application of TPE塑膠材料的性能檢測綜述 塑膠材料的性能測 試主
27、要包括下 几方面 力學性能 強度 剛性 韌性等 熱學性能 HDT熔點 Tg點 等 物理 性能 比重 流動性 黏 度等 電 學性能 表面電阻 損耗因子 等 光 學性能 透光率霧 度 防火 性能 UV等 級 (HB V2 V1-V0 5VB 5VA) 不同測 試 項 目 表 征 材料不同性能 參 數比 重 天 平 Specific Gravity Balance 塑膠材料檢 驗 分 析測試項目 比 重 精 密重 量 比 重 天 平 精 度 0.2mg 量 程 184g 塑膠材料檢 驗 分 析測試 原 理 阿 基 米德浮 力 原 理 比 重 定 義 與水 密 度的比 值 無 量 綱 的 物 理量 比
28、 重 = 物 水 應 用 :IQC進 料檢 驗 塑膠材料檢 驗 分 析 測試項目 拉伸強度 伸長 率 拉伸模量 抗折 強度 抗折 模量 萬 能材料試 驗 機 力學性能測試之拉伸試 驗 (tensile test) 拉伸試 驗 是 測 量 物 體 力學性能最常用的 一種靜態 測 試方 法 ,其 結 果用 于 質量評 定 和控制 ,也 用 于 材料 老 化 或劣 化 程 度的 量 度 . 抗 張 強度 (tensile strength)指 試 樣 在 拉 力 試 驗 機上 被拉斷 時的 拉 力 與被拉伸 試 樣截 面 積之 比 .可用 來衡量 材料的韌性 (toughness) 拉伸模量 (te
29、nsile modulus)指 在材料的 彈 性 限 度 內 ,應力 與 相 應的應變 之 比 .即 不 偏離虎克 定 律 的最 大 應力 . 力學性能測試斷 裂 伸長 率 ,% 試 驗 前 試 樣工作標距 ,mm 試 樣 在 拉斷 時的 標距 ,mm 拉伸 強度 ,Pa 試 樣所受負荷 ,N 試 樣工作部 分 的 寬 度 ,m 試 樣工作部 分 的最 小厚 度 ,m P b h P bh L 1 -L 0 L 0 100 抗 張 強度 計算 : 伸長 率 (elongation)計算 : L 0 L 1 力學性能測試彎 曲測試 (bending test) 彎 曲試 驗 測 試 材料 彎 曲
30、 強度 ,彎 曲 應力 ,彎 曲模 量 以 及 載荷 -撓 度 曲 線 等力學性能的 試 驗 .通常 都為 三 點 彎 曲 試 驗法 . 抗折 強度 測 試 最 大負荷 時的 彎 曲 應力 . 抗折 模量 測 試 材料在 彈 性 范圍內抵抗彎 曲 變形的能力 . 主 要用 來衡量 材料的剛性 (rigidity ) 力學性能測試彎 曲模 量 ,pa; 試 樣載荷 (P)-撓 度 ( )曲 線 上 直線段 的 斜 率 ; 試 樣 的 跨距 ; 試 樣 的 寬 度 ; 試 樣 的 厚 度 ; 彎 曲 強度 ,Pa 試 樣跨距 ; 試 樣寬 度 ; 試 樣厚 度 . f L b d E m L b
31、d = f 3PL 2bd 2 E= L 3 m 4bd 3 抗折 強度 (flexural strength): 抗折 模量 (flexural modulus):測試項目 Izod沖擊強度 沖擊試 驗 機 力學性能測試之沖擊強度 表征材料 抗 沖擊性的 物 理量是試 樣受 沖擊 載荷 而 折 斷時 單 位截 面 所 吸 收的能量 Charpy沖擊強度 :簡支梁 沖擊強度測試 應 用 :IQC進 料檢 驗 裝 配 力 量 考 量 力學性能測試熱 示 差 掃瞄卡 熱 計 (Differential Scanning Calormetric) l功 能 1)熔 融 溫度 2)冷 結晶 溫度 3)
32、結晶 焓 4)玻璃轉 化 溫度 5)比 熱 6)(熔 融 )結晶 溫度 l用 途 作為 材料 選擇 時 參考 成品 結晶 度 分 析 研判競爭 對 手 使 用材 質 模 流 分 析所需參 數 提供 成形 現場條件設 定 POLYMER TECHNOLOGY APPLICATION CENTER (PTAC) 塑膠性能熱學性能測試DSC 熔 爐 DSC 熔 爐 構造構造 塑膠性能熱學性能測試IXEF材料 DSC測試 圖譜 塑膠性能熱學性能測試熱 重 量分 析 儀 (Thermal Gravity Analysis) 熱 分 析 的 方 法之一 它 是 在 程 序 控 溫的 條件 下測 量 試 樣
33、 的 質量 隨 溫度變 化 的 函 數 關 系 . 從 高 聚物 的熱 重分 析 分 析 曲 線 上可 以觀 察到由 于試 樣所 含 水分 或 殘存 溶 劑以 及 增 塑劑 和其 他 小 分子 助 劑 的 揮 發 和 高 聚物 本身 的 分 解 ,氧 化 反 應等 引起 的 質量 變 化 . POLYMER TECHNOLOGY APPLICATION CENTER (PTAC) 塑膠性能熱學性能測試TGA天平 天平構造 塑膠性能熱學性能測試塑膠性能熱學性能測試熱變 形溫度 (Deformation Temperature Under Load) 熱變 形 指 材料在 受 熱 和受 力 條件
34、下的變形 行 為 . 對于 非 晶 態 聚合物 來 說 ,當 溫度 達到 玻璃 化 溫度 (Tg)時 ,鏈 段 開 始運 動 ; 結晶聚合物 當 溫度 達到 熔點 (Tm),晶 區 的 鏈 段 開 始運 動 ,在 外力 作 用下 ,它們 在 宏 觀上 都 要產生 較 大 的變形 . 工 業 上常用 馬丁 耐 燃 溫度 ,維卡 耐 熱溫度 和 熱變形溫度 等 指 標來 表 示 . 熱變 形溫度 是 塑料 耐 熱性的 一種量 度 .將 塑料 試 樣 浸 在 一種 等 速 升 溫 ,適 宜傳 熱的介 質 (如硅油 ,液 體 石蠟 )中 ,在 簡支梁 式 的 彎 曲 負荷作 用下 ,測 試試 樣彎 曲
35、 變形 達到 規 定 值 時的溫 度 . 塑膠性能熱學性能測試熱變 形溫度測試 儀 (Heat Deformation Temperature) l用 途 l評 估 工程 塑料 對 SMT製 程 高溫的 承 受 能力 l評 估 塑料 對 使 用 環境 變 異 的 適 應力 l功 能 l測 試 塑料在 0.45Mpa或 1.80Mpa 負荷 下 之 熱變形溫度 l測 試 塑料的 Vicat軟 化點 溫度 POLYMER TECHNOLOGY APPLICATION CENTER (PTAC) 塑膠性能熱學性能測試毛細管 流 變 儀 -Rheometer l功 能 測 試 塑膠材料的流動性 l用
36、途 瞭解 材料在不同 剪切 率 與 溫度 下的流動特性 提供現場 射出 條件設 定 參考 l其 餘評估 流動性的 方法 1.毛 細管 流變 儀 2.螺旋 形流動 模 具 (spiral flow) 3.平板 形流動 模 具 4.鴻海 流動性 模塑膠電 氣 性 質 電 阻 (Insulation Resistance) 表面電 阻 (surface resistance) 電 壓 與 由 材料 表面 的 濕 氣 或其 他導 電 性 雜 質所 引起 的 電 流 之 間 的 比 值， 與 材料的性 質 及表面 乾淨 度 有 關。 體 積 阻抗 (volume resistance) 電 壓 與 通過
37、材料 內部 的 電 流 間 的 比 值。 阻抗 係數： 電 位梯 度 與 電 流 密 度的 比 值。 (V/d)/(I/A) R(A/d) A:電極面 積 d:電極 間隔 POLYMER TECHNOLOGY APPLICATION CENTER (PTAC) 塑膠電氣性能測試表面電 阻 儀 測試項目 表面電 阻 表面電 阻 加 到 兩 電 極間 的 直 流電 壓 與 流 經 兩 電 極間 試 樣 表 層 的電流 所 得 到 的比 值 量 程 10 3 -10 12 ohm/sq 表面電 阻 儀 Surface Resistance Tester 塑膠電氣性能測試卡氏滴 定 法 水分 測 試
38、儀 (CarlFisherCoulometer Titrator) l功 能 測試塑膠 粒 子 或 成 形品 中 微 量 水 分 含 量 精 度 0.1ug水 份含 量 量 程 10ug-100mg之 水 份l測試 原 理 滴 定 法 (法 拉 第 定 律 ) I 2 +SO 2 +H 2 O2HI+SO 3 1mol水與 1mol碘 反 應 產 生 10.71庫侖 的電量 l應 用 工程 塑料 預乾燥條 件 設 定 提 供 成 型 現場 塑膠 粒 含 水 量 數 據 評估乾燥設備 卡氏滴 定 法 水分 測 試 儀 (CarlFisherCoulometer Titrator)應力 偏 光 儀 測試項目 定性分 析 透明塑 件 的 應力 分 布 應 用 : 驗 証 產品 結構 及 成 型 條 件 對塑膠 殘余 應力 的 影 響 應力 偏 光 儀 Stress Viewer測試 原 理 在 塑膠材料 中 ， 材料 平 面 上兩 個 主 應力 使 得此 材料 在 主 應力 軸 上 具有 不同的 折射 率。 因此 光 要 通 過此 材料 時 ，因 為 沿 二 個 主 應力 方向 振 動的 光 波彼此 有 不同的 速 率 ，穿出 材料 時 ，會 有相 對 相 位 差 產 生 。 應力 偏 光 儀 Stress Viewer
