简介
TPX是日本三井化学株式会社所生产的4-甲基戊烯(4-methylpentene-1)的聚合物,TPX是其商品名,化学名称为Methyl pentene copolymer,简称PMP,三井化学株式会社是全球唯一的TPX生产制造商;密度:0.82-0.83; 吸水率:0.01%; 熔点:240℃; 维卡软化点160℃~170℃; 收缩率:1.5%~3.0%; 透光率:90%~92%(目前已商业化的高透明度树脂中唯一的结晶性聚合体);
特性
(耐高温、清晰透明、熔点高、耐化学性、耐酸、耐酒精、耐冲击):
⒈在高温下比较:相当高的断裂伸长率、耐冲击强度、优越的耐蠕变性(刚性大); a、100℃以上超过PP;
b、130℃环境下可使用一年;
c、150℃以上超过PC;
d、180℃环境下可使用100小时。
⒉电气绝缘性:(TPX分子中无极性基团)
a、介电强度:65KV/mm(较PTFE及丙烯为优);
b、介电常数:2.12(PTFE介电常数为2.0~2.1);
⒊ 耐化学品性:酸、碱、食用油;(吸水性很低:对水及水蒸气具有极高的耐受性)
⒋卫生安全性:无毒、符合美国FDA认定;
TPX的电绝缘性能比聚丙烯好。耐酸碱,耐化学腐蚀,耐有机溶剂,耐应力开裂,没有其它透明材料在使用时受去污剂作用而应力开裂的倾向。
TPX可以用130℃蒸煮消毒400次不发雾,160℃的热空气消毒1小时可经受50次,200℃以上消毒也可,它还能经受氧化乙烯和放射线杀菌处理。
缺点 耐环境差,易氧化,光照后受辐射而降解,受热,变黄。
适用 透明的医疗器材,微波炉的餐具和普通餐具。
TPX也有很好的成纤性,原料来源广,因此,也有人称它为“贫民的尼龙”。
注塑特性 TPX为结晶性高聚物,有明显的熔点,一般加热到235℃就能熔化;注塑时,一般使用温度为260℃--300℃。
TPX不吸水,一般不需烘干,有时为了产品质量,也可以用60℃的温度,烘干30分钟至1个小时,以排出原料中的浮水。
TPX收缩率为22‰;
基本特性
聚(4-甲基戊烯)的基本特性
利用Ziegler-Natta触媒如TiCl3/AlCl3/Al(C2H5)2Cl系统可将4-甲基戊烯聚合成聚(4-甲基戊烯),通常,所得的聚(4-甲基戊烯)具有头对尾(head-to-tail)结构,且具有同排(isotactic)的立体规则结构。立体规则性使聚(4-甲基戊烯)具有相当高的结晶度。
影响
聚(4-甲基戊烯)具有的结晶是由聚合体链绕成的螺旋(helix)所构成的,每两转螺旋含七个单体单位。唯一稳定的结晶型式为四方晶系(tetragonal),每单位晶格含有四个聚合体链,二十八个单体单位。晶格的参数为a=18.6-18.7 A及b=13.8 A。理论上,其晶体的密度为0.812-0.813 g/cm3,可说是聚合体中最低者之一。聚(4-甲基戊烯)的结晶部份的密度之所以如此低,主要原因是聚合体螺旋的排列堆积得相当松散所致。在室温下,聚(4-甲基戊烯)的无定形部份的密度为0.838 g/cm3,而结晶部份的密度约为0.813g/cm3,整体的聚合体密度约为0.830 g/cm3。此种结晶相较无定形相有较低密度的情形与水的特性类似(冰的密度较水为低)。聚(4-甲基戊烯)也是半结晶聚合体中,唯一的聚合体平均密度大于结晶部份者。
TPX为商业化的聚(4-甲基戊烯)系树脂,通常为4-甲基戊烯与数wt%α-烯烃(如己烯)的共聚合体。以己烯为例,己烯共单体单位在共聚合体中易于将聚合体螺旋中的4-甲基戊烯单位取代而不太影响结晶结构与性质。因此,含有5-10 mol%己烯的共聚合体的结晶性质如熔点及结晶度与聚(4-甲基戊烯)均聚合体有点类似,如表1所示。聚(4-甲基戊烯)均聚合体的Tg约为50℃,而有些共聚合体的Tg降至20-30℃。
一般而言,半结晶聚合体由于结晶部份与无定形部份的折射率差异,以及结晶部份对光的散射而形成不透明或半透明材料。然而,聚(4-甲基戊烯)却具有相当高的透明度,透光率可达90-92%,与无定形的聚苯乙烯(PS)及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)相当。聚(4-甲基戊烯)的高透明度主要是由于结晶相的螺旋组型中分子的光学异向性(anisotropy)低以及结晶部份与无定形部份的密度及折射率接近所造成的。结晶部份与无定形部份的折射率很接近,使得材料的等向性(isotropy)高。因此,TPX便成为目前已商业化的高透明度树脂中唯一的结晶性聚合体。
高透明度,优良的耐热性以及低比重可说是TPX最为独特的性质。
应用市场
目前,全世界TPX的年使用量约为6000T,以欧美及日本市场为主。以前,台湾的业界对TPX材料并不是熟悉,使用TPX的主要原因通常为国外厂商所指定。因此,数年前台湾的TPX用量并不大,年使用量约10T,用途局限于微波炉餐具、透明化妆品容器及医疗器材。
但随着台湾电子工业的进展,台湾的TPX用量在近年来有大幅的成长。TPX的离形性及耐温性使其成为优异的环氧树脂封装用模具材料。2000年,台湾约使用90公顷的TPX来制造LED封装模具。在电子封装业中,常会使用到一些可耐热的离形纸或膜。TPX制的离形膜因具有优良的耐温性而受到青睐。
2000年,台湾业界约使用了50公顷的离形膜。另外,TPX的介电常数很低,因而有些TPX被用来制造高频连接器。因此,目前台湾的TPX年使用量大约为150公吨,预估未来的用量会持续成长。
具体用途
⒈烧杯、培养皿、培养箱(透明性、耐化学性、透水气性);
⒉化妆品容器、瓶盖(香精)(本身不具塑胶气味、不会干扰原始的香气);
⒊微波炉餐盒、食器容器(无毒、耐温性佳、不吸收微波);
⒋电子、电气零件、LED模条、包覆电缆(绝缘性、挤出级);
⒌医疗器械:窥镜管、注射器(卫生);
⒍烤箱器具(高温);
⒎薄膜(挤出级)