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1、ARLEN 基本資料：基本資料： 英文全名：英文全名：Polyamide Hexa(6)methylenediamine Terephthalic acid(Nylon-6T) 中文名稱：聚己二胺對苯二甲酸中文名稱：聚己二胺對苯二甲酸 顏顏 色：淡土黃色色：淡土黃色(Nylon6T/ARLEN-CH230N) 結構：特性：1.熱可塑工程塑膠，成型性佳、不易起毛邊，高性能可用於製作結構或機器零件。2.耐高溫性、尺寸安定性，廣泛應用於 SMT(Surface Mount Technology)製程。3.低吸濕性，較一般 Nylon 產品優勢。4.添加玻璃纖維強化，產品強度佳。5.耐化學性佳。 機械
2、特性機械特性密度：1.63 g/cm3拉伸強度：160MPa抗裂伸長率：4%硬度：95(Rockwell M)吸水率：0.3%防火等級：UL94V-0(0.8mm)熱物性質熱物性質熔點：310線膨脹係數：3.0*10-5/成形加工性成形加工性黏度表現：黏度隨剪切速率增加而減少。 shear rate溫度變化範圍黏度變化情形(g/cmsec)1*1023303501.495*1035.726*1021*1033303506.817*1023.309*102射出成型溫度：300340射出成型壓力：80100MPa成型收縮率：0.4%模具溫度：120150 用途說明用途說明電子/電機方面：SMT 製
3、程電子零件(連接器、插槽、開關、電源供應器接頭)。機械方面：引擎零件(汽缸頭蓋、恆溫器、泵浦油箱、液壓系統活塞、冷卻系統)、滾筒/滑輪零件。塑料應用實例塑料應用實例電子零件：連結器機械方面：油箱泵浦ARLEN 加工問題處理方法加工問題處理方法短射短射1.成形條件：提高射出壓力、提高射出速度、增力模具溫度、增加料管溫度。2.模具方面：減少模穴數量、平衡流道和澆口尺寸、設置適當排氣孔。收縮收縮/尺寸不良尺寸不良1.成型條件：降低模具溫度、加長冷卻時間、提高樹脂充填量。2.模具方面：平衡流道和模穴設計、更改進澆口位置。3.其他方法：成型後使用矯正冶具。成型品破裂成型品破裂1.成型條件：降低料管溫度、
4、縮短樹脂停留料管時間(防止樹脂裂解)。2.模具方面：增大料口尺寸、加大流道尺寸、內厚均一。3.其他方法：減少回收料使用的比例、塑料確實烘乾。起泡起泡1.成型條件：提高料管溫度、降低保壓時間、提高模具溫度。2.模具方面：避免肉厚過薄、成品設計避免過大的平面範圍。3.其他方法：減少回收料使用的比例、塑料確實烘乾。ARLEN 流變性質暨熱物性質流變性質暨熱物性質 一、流變性質一、流變性質黏度(viscosity)是一種流對流體所產生抵抗的指標。在牛頓黏度定律中，黏度的定義為: 對牛頓流體而言(例如:水)，黏度為一常數。然而，對高分子熔液來說，黏度卻隨其分子受到剪應變率的增加而減少，此種現象，稱為高分
5、子的剪稀薄特性(Shear Thinning) 。為何高分子黏度會隨剪應變率的增加而減少？這是由於高分子在不受外力的作用下，分子鏈以隨機(random)方式纏在一起，此時高分子對流動的抵抗較大，同時高分子也會呈現較大的黏度。但隨著剪應變率逐漸增大，高分子鏈間排列趨於整齊，使原來纏在一起高分子漸漸的呈現較規則的排列方向，其對流動的抵抗降低，同時黏度也相對降低。塑料成型時，皆是在加熱的環境下做測試，故了解塑料在加工時的黏度表現，是有其必要的，因為黏度越高，流動的阻力越大，流動也越困難。欲量測黏度，可選擇使用毛細管流變儀(CAPILLARY VISCOMETER)、旋轉型流變儀(ROTATIONAL
6、 VISCOMETER)來進行量測，量測範圍參照圖(二)。圖(一) 剪切黏度對剪切率作圖圖(一)，為毛細管流變儀所量測剪切黏度對剪切率作圖。由曲線觀察可知黏度(Y 軸，viscosity)隨著剪切率(X 軸，shear rate)增加而變小；同時也可看出黏度也隨著溫度的增加(350310)而下降。圖(二)不同的流變儀黏度量測範圍二、熱物性質二、熱物性質塑料的熱物性質可區分為:1.容積性質(Volumetric properties):比容(Specific volume)、密度(Density)及 PVT 關係2.熱卡性質(Calorimetric properties):比熱(Specifi
7、c heat)、熱傳導係數(Thermal conductivity)、熔化熱 (Heat offusion)、結晶熱(Heat of crystallization)3.轉移溫度(Transition temperature):玻璃轉移溫度(Glass transition temperature)、熔點(melting point)當聚合物在玻璃轉移溫度(Tg)時，會由較高溫時所呈現的橡膠態，轉至低溫呈現出似玻璃既硬又易脆的性質。結晶性(Crystalline)聚合物，由於具備晶格結構，即其高分子鏈排列有固定樣式(結晶過程中高分子鏈排入結晶格子中)，在發生相變化時，必須突破結構的能量障壁，
8、才能使晶格結構崩潰，因此結晶性塑料具有明顯的相轉移溫度及潛熱值。一般來說，官能基小、結構簡單的分子，較易形成結晶性聚合物。而實際上沒有完全結晶的聚合物存在，微觀上必有分子排列不均的非結晶區域，所以玻璃轉移點是聚合物在使用上相當重要的一個指標，事實上聚合物會呈現塑膠態或橡膠態全視 Tg 與當時使用時的溫度而定。 Tuse Tg 橡膠態 如：室溫(25) 橡膠(Tg=-67)輪胎在常溫下呈現彈性。Tuse Tg 玻璃態 如：室溫(25) 聚笨乙烯(Tg=105)原子筆外殼呈現剛性。可使用熱差掃描熱卡計(Differential Scanning Calorimeter，DSC)來測試聚合物的熱性質
9、。其基本原理為樣品與參考物維持相同的溫度及升溫速率，由於樣本和參考物所吸收的能量會有差異，所以當感熱器感應到有溫度差時，加熱器會對較冷者加熱到二者溫度相等，此時儀器會記錄補償樣品吸熱或放熱反應所損失或增加之熱量(即樣品產生吸熱反應時，加熱器提供熱量於樣品；樣品產生放熱反應時，加熱器提供熱量於參考物，使二者的溫度差為零)，並於 DSC 的圖形上表達出來，再藉由熱力學的推導應用來分析聚合物的 Tg、Tm、Cp(Heat Capacity，熱容量，將單位塑料溫度提高一度所須的熱量)、熔化熱(Heat of Fusion，單位塑料由固態熔化至液態所需的熱量)、結晶熱(Heat of Crystalli
10、zation，結晶性塑料在結晶過程中所釋放的熱量)等相關的熱物性質。圖(三)比熱對溫度作圖 圖(三)，為 DSC 所量測再經由方程式運算所得比熱對溫度的作圖。由曲線觀察可知此塑料熔點(Tm)約在 310附近。比容與密度互為倒數關係，塑料的比容會隨著相的狀態、溫度、壓力而有所不同。圖(四)，依自由體積理論來看，塑料在低溫時，分子鏈彼此聚集較為緊密，其自由體積(Vfree)較小，即比容較小；塑料在高溫時，提供分子鏈足夠的能量活動，其自由體積(Vfree)較大，即比容較大。溫度高低不同，影響比容的差異，會使塑料在成型後產生收縮。圖(四)低溫及高溫時自由體積示意圖由於結晶性塑料，分子鏈排列較為緻密整齊
11、，在低溫時鏈節只有在平衡位置上有小範圍的振動，必須溫度上升提供足夠的能量破壞結晶排列，才會有移動、轉動、滑動的現象產生。尤其在玻璃轉移點以上時，分子運動更加自由，比容會明顯上升，可在比容對溫度的作圖上(固定壓力值)看見明顯的轉折點。相對於非晶質(amorphous)塑料則不會有如此明顯的轉折。圖(五)比容對溫度作圖 圖(五)，為 PVT-100(壓力-體積-溫度量測儀)所量測比容對溫度作圖，由曲線觀察在 200附近，有明顯的轉折的現象，並且隨著壓力的增加(0Mpa160MPa)，比容也會降低。Nylon6TNylon6T 與與 Nylon66Nylon66、Nylon46Nylon46 比較比
12、較性質 Nylon6T Nylon66 Nylon46 物理性質 比重(g/cm3) 吸水率(%) 成形收縮率(%) 1.63 0.3 0.4 1.35 3.0 0.5 1.41 8.0 0.3 機械性質 抗拉強度(MPa) 抗裂伸長率(%) 衝擊強度(J/m) Rockwell 硬度 160 4.0 80 M95 190 5.0 120 R120 140200 1520 110170 R115123 熱物性質 熔點() 310 265 295 (皆為玻璃纖維強化級，ALREN-CH230N 玻纖含量為 30%)(本表節錄自參考文獻 1、8)表(一)SMT(Surface Mount Tech
13、nology 表面黏著技術)在 PCB(Printed Circuit Board 印刷電路板)裝配流程上的發展已是相當重要的技術。PCB 上不僅有著許多的 SMC(Surface Mount Component 表面黏著型元件，如電阻、電容、電感、二極體、電晶體、積體電路等)還有著許多插槽、連接器、電源供應接頭等元件，許多元件皆是塑膠射出件、及塑膠和金屬的埋入射出件。而基本的 SNT 製須經歷以下步驟：SMT 的作業溫度高(約 240260)，期間並且包括了預熱、恆溫、冷?的步驟。在如此的作業環境下，PCB 上的塑膠件必須能承受不同的環境條件而不致於有變形的情形產生。尤其塑膠件表面不可受水氣
14、的影響有起泡的現象。因此，用於 SMT 製程的塑膠元件，至少必須具備能耐高溫及低吸濕性的特點。許多工程塑膠皆被應用於 SMT 製程，如：NYLON、PPS、SPS、LCP 等。其共同的特點皆是能夠耐高溫及低吸濕性。但並非所有的工程塑膠都可用於 SMT 製程。表(一)為 NYLON 系列之工程塑膠，NYLON6T 的吸水率 0.3%，熔點達 310，具有良好的耐溫性、低吸濕性及高溫的尺寸安定性，相當適合於 SMT 製程。而 NYLON46，耐溫性雖可達 295，但吸濕性太大(8.0%)，若使用於 SMT 製程，須考慮塑件表面可能會有起泡的問題產生。NYLON66 熔點約 265僅高於 SMT 作
15、業溫度一點點，耐溫性不足。相反的，若是由機械性質的角度而言，NYLON46、NYLON66 就比 NYLON6T 來得優異，適合用來設計應用於結構及機械零件(而 NYLON6T 也可用於結構及機械零件，此處是指與 NYLON 系列的相互比較)。但 NYLON6T 主要應用於 PCB 上時，在使用期間不至於有大太的外力衝擊，所以本身所具備的剛性即已足夠，毋須像 NYLON66、NYLON46 如此的高。NYLON6T、PPS、SPS、LCP 皆可應用於 SMT 製程，其也各有優缺點，同與 NYLON6T 比較時，PPS 流動性較差、易生毛邊；SPS 耐溫性較差 Tm=270；LCP 耐溫性、流動
16、性、尺寸安定性皆佳，但成本較貴等等，端看設計者視產品所須的特性、外形、結構、成型性、成本考量來選用最符合經濟價值的材質來製造。參考文獻參考文獻1.伊保內賢 著，洪榮哲 譯， ”實用塑膠學”，全華科技，1993。2.吳俊煌 著， ”塑膠射出成形模具設計”，復文書局，1995。3.張榮語 編， ”射出成型模具設計-模具設計”，高立圖書公司，1995。4.李育德、顏文義、莊祖煌 編著， ”聚合物物性”，高立圖書公司，1988。5.劉士榮， ”塑膠資訊-塑膠流變特性與應用”，財團法人塑膠工業技術發展中心，1998。6.羅學文， ”科儀新知-細管流變計”，行政院國家科學委員會精密儀器發展中心，1985。7.”Moldex 專業塑膠模流分析軟體-技術手冊 II”，科盛科技股份有限公司，1996。8.陳崇憲， ”DSC 原理與聚合物上應用”，1995。9.”ARLEN”型錄，允拓材料科技股份有限公司。10.林崇智， ”SMT 生產線
