スミカスーパー LCPの耐熱性

荷重たわみ温度

スミカスーパーLCPの各グレードの荷重たわみ温度は下記の通りです。
荷重たわみ温度は短期的な耐熱特性を一般的に表す指標として使用できます。異なる測定応力(0.45MPaと1.82MPa)で実施した試験結果の混同にご注意ください。

表3-1-1 スミカスーパーLCPの荷重たわみ温度

測定荷重 0.45MPa 1.82MPa
E5000シリーズ 350~390℃ 330~360℃
E4000シリーズ 330~340℃ 300~320℃
E6000シリーズ
SV6000シリーズ
SR1000シリーズ
300~320℃ 270~290℃
E6000HFシリーズ
SV6000HFシリーズ
280~320℃ 250~280℃
SZ6000HFシリーズ
SR2000シリーズ
270~300℃ 240~270℃

荷重たわみ温度と常用使用可能温度

スミカスーパーLCPは荷重たわみ温度と常用使用可能温度のバランスに優れます。

図3-1-1 常用使用可能温度と荷重たわみ温度(荷重1.82MPa)

図3-1-1 常用使用可能温度と荷重たわみ温度(荷重1.82MPa)

分解開始温度

TGA(熱重量分析)結果から、窒素中での分解開始温度は約450℃と高く、また500℃における重量減少は1%以下と非常に小さいことから、スミカスーパーLCPは高い熱安定性を有することが分かります。

図3-1-2 スミカスーパーLCPと他のエンプラのTGA曲線

図3-1-2 スミカスーパーLCPと他のエンプラのTGA曲線

表3-1-2 スミカスーパーLCPの熱分解温度

樹脂 分解温度(℃)
1%減量温度 主分解温度
E5008
E5008L
520 559
E4008 520 555
E6008
E6006L
500 550
E6007LHF
E6807LHF
SV6808THF
SZ6505HF
500 550
PBT-GF30 370 421
PPS-GF40 460 556
測定機器: 島津製作所製TG50型
昇温速度: 10℃/min
雰囲気: 窒素中

動的粘弾性(DMA)

スミカスーパーLCPと結晶性ポリマー(PEEK)、非晶性ポリマー(PES)と比較した弾性率の温度依存性の動的粘弾性のデータを以下に示します。PEEKは140℃で顕著な弾性率の低下を示すのに対し、スミカスーパーLCPは200℃以上でも高い機械的特性を維持し、ガラス転移挙動を示しません。実際、示差走査熱量計(DSC)による熱分析でも、従来の結晶性ポリマーや非晶性ポリマーに見られるような熱転移(Tg)は示されていません。また、スミカスーパーLCPは、明確な融点が見られません。スミカスーパーLCPは、液晶化温度(Tlc)で見かけ上溶けたように見えます。これにより、成形温度以下であれば金型温度を自由に設定できるメリットがあります。

図3-1-3 スミカスーパーLCPのDMA曲線

図3-1-3 スミカスーパーLCPのDMA曲線

耐熱水性

80℃の熱水中では、2000時間浸漬後も実用的な強度レベルを有しています。120℃以上の水蒸気中では加水分解が進行し、強度低下が大きいので使用することはできません。

図3-1-4 スミカスーパーLCPの耐熱水性(80℃)

図3-1-4 スミカスーパーLCPの耐熱水性(80℃)

ハンダ耐熱性

スミカスーパーLCPは、耐熱エンプラの中でも最高のハンダ耐熱性を有しています。

表3-1-3 スミカスーパーLCPのハンダ耐熱性

表3-1-3 スミカスーパーLCPのハンダ耐熱性
試料寸法: JIS K7113 1(1/2)号ダンベル×1.2mm
ハンダ: H60A(スズ60%、鉛40%)

*図中の数字は、変形を生ずる限界秒数(>60は60秒浸漬しても変形を生じないことを意味する)
尚、成形条件によっては上記の変形温度以下で発泡が起こることがあります。

長期耐熱性

スミカスーパーLCPは優れた長期耐熱性を有します。スミカスーパーLCPの相対温度指数(RTI)は以下のとおりです。RTIは電気的特性(Elec)、機械的特性(Mech)の衝撃強度(Imp)と引張強度(Str)において、10万時間のエージングの後に、その初期値が半分の値になる温度を示します。一般に薄い試験片の方が劣化速度は速いことから、ULでは試験片の肉厚に応じたRTI評価を行っています。

表3-1-4 スミカスーパーLCPの相対温度指数(UL746B)

グレード 厚み
(mm)
RTI
電気的 衝撃 引張
E5008 0.75 240 200 220
1.5 240 220 240
3.0 240 220 240
E5008L 0.75 240 200 220
1.5 240 220 240
3.0 240 220 240
E4008 0.15 220 200 220
0.30 240 200 240
0.75 240 220 240
1.5 240 220 240
3.0 240 220 240
E6008 0.15 220 200 220
0.27 240 200 240
0.54 240 220 240
0.75 240 220 240
1.5 240 220 240
3.0 240 220 240
E6007LHF-MR 0.50 220 210 210
0.75 220 210 210
1.5 220 220 220
3.0 220 220 220

アレニウスプロット

樹脂が持つ熱安定性によって、その樹脂の長期間使用できる温度範囲が制限されます。UL準拠のRTI評価において、エージング試験は観察の対象となる特性値が初期値の半分に低下するまで続けられます。何段階かの異なる温度でエージング試験を行い、そのデータを基にしてアレニウスプロットを作成します。アレニウスプロットは、特性値が初期値の半分に低下するまでに要するヒートエージング時間(半減期とも呼ばれます)を、エージング温度(K)の逆数に対してプロットして得られるグラフです。

図3-1-5 スミカスーパーE5008の引張強度半減期の温度依存性

図3-1-5 スミカスーパーE5008の引張強度半減期の温度依存性

図3-1-6 スミカスーパーE6008の引張強度半減期の温度依存性

図3-1-6 スミカスーパーE6008の引張強度半減期の温度依存性

耐熱老化性(260℃空気中)

スミカスーパーLCPの260℃空気中での強度保持性能は以下のとおりです。260℃の空気中でも、引張強度の低下はほとんどありません。

図3-1-7 耐熱老化性(260℃空気中)

図3-1-7 耐熱老化性(260℃空気中)
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