使用環境や用途に合わせた耐熱性

 

PBIアドバンストマテリアルズで取扱っている全ての樹脂は、スーパーエンジニアリングプラスチックと呼ばれる、耐熱性に優れた樹脂になります。

プラスチックの耐熱性としては、使用される環境・用途に合わせて、長期的耐熱性と短期的耐熱性について検討する必要があります。

長期的耐熱性

長期的耐熱性とは、プラスチックが長期間高温環境下に暴露された際の耐熱性を意味します。主に熱による劣化・分解により、各種物性値の低下を引き起こします。長期的耐熱性は、化学的な反応に起因するため、ベース樹脂に大きく依存します。

長期耐熱性の指標として、UL 746Bの相対温度指数(RTI: Relative thermal index)が用いられることが多いです。RTIとは、プラスチックをその温度で100,000時間暴露させた際に、物性値が半減する温度です。

短期的耐熱性

長期耐熱性が無負荷の状態での長期的な化学的安定性を示すのに対して、短期的耐熱性は高温下で負荷を加えた際に変形・破壊が生じる温度になります。短期的耐熱性は物理的性質に依存しますので、各種フィラーを添加することにより、ベース樹脂の耐熱性を向上させることができます。

短期的耐熱性としては、荷重たわみ温度(HDT: Heat deflection temperature)を参考にすることができます。HDTとはプラスチックに一定荷重を加えた状態で徐々に昇温し、一定量変形した温度になります。

また、ベース樹脂の特性として、ガラス転移温度(Tg: Glass transition temperature)や結晶融解温度(Tm: Melting temperature)を用いることがあります。

Tgとは樹脂中の非晶部分が軟化する(ガラス状態からゴム状態へ変化する)温度、Tmとは樹脂中の結晶部分が融解する温度です。

以下に、PBIアドバンストマテリアルズで使用しているベース樹脂の特性を示します。

ベース樹脂の熱的特性

  RTI (Elec.) / °C HDT / 1.8 MPa / °C Tg / °C Tm / °C
PBI | 7000シリーズ 未測定 410 420 -
PI | 6000シリーズ 未測定 320 335 -
TPI | 6000シリーズ 240 230 250 (400)
PEEK | 5000シリーズ 260 150 140 340
PEI | 4000シリーズ 170 200 220 -
PES | 3000シリーズ 180 200 225 -
PPS | 2000シリーズ 200 105 90 280

 

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