Mô tả

Các Mã Hạt Nhựa PPS CF30, nhựa PPS CF40 gia cường sợi carbon Phổ Biến Trên Thị Trường

1. Nhựa PPS CF30 và Nhựa PPS CF40 gia cường sợi carbon là gì?

PPS là viết tắt của Polyphenylene Sulfide, một loại nhựa kỹ thuật bán kết tinh có khả năng chịu nhiệt, kháng hóa chất và ổn định kích thước tốt. Khi được gia cường bằng sợi carbon, PPS có thể đạt độ cứng và mô đun cao hơn, đồng thời có khả năng kiểm soát giãn nở nhiệt tốt hơn so với PPS không gia cường.

Tên gọi PPS CF30 thường được sử dụng để chỉ PPS chứa khoảng 30% sợi carbon theo khối lượng. Tương tự, Nhựa PPS CF40 gia cường sợi carbon thường chỉ vật liệu PPS chứa khoảng 40% sợi carbon. Tuy nhiên, đây là cách gọi theo thành phần gia cường chứ không phải một mã sản phẩm duy nhất của tất cả nhà sản xuất.

Do đó, khi tìm mua Nhựa PPS CF40 gia cường sợi carbon, doanh nghiệp cần kiểm tra chính xác nhà sản xuất, mã grade, loại sợi carbon, tỷ lệ sợi, dạng sợi ngắn hay sợi dài, phương pháp gia công và TDS của từng sản phẩm.

DIC hiện công bố các dòng PPS gia cường carbon fiber như CZ-1030 và CZ-1130. Trong đó, CZ-1030 sử dụng Pitch-CF30%, còn CZ-1130 sử dụng PAN-CF30%. Cả hai được DIC mô tả với đặc tính chống mài mòn và dẫn điện.

2. Nhựa PPS CF30 có những mã nào?

2.1. DIC PPS CZ-1130

CZ-1130 là một trong những mã PPS CF30 đáng chú ý trên thị trường. Theo TDS của DIC, đây là PPS được gia cường 30% sợi carbon PAN, có màu đen và được phát triển với các đặc tính cơ học tốt, ma sát và mài mòn thấp.

Một số thông số điển hình được DIC công bố cho CZ-1130 gồm:

• Hàm lượng carbon fiber: 30%.
• Khối lượng riêng: khoảng 1,46 g/cm³.
• Độ bền kéo: khoảng 215 MPa.
• Mô đun kéo: khoảng 26 GPa.
• Độ bền uốn: khoảng 325 MPa.
• Mô đun uốn: khoảng 26 GPa.
• HDT tại 1,8 MPa: khoảng 275°C.
• Độ hút nước 24 giờ: khoảng 0,02%.
• Độ co ngót khuôn thấp.
• Đặc tính ma sát và mài mòn tốt.
• Có tính dẫn điện theo dữ liệu TDS.

TDS của DIC cũng đưa ra điều kiện gia công tham khảo với nhiệt độ xy lanh khoảng 300–340°C và nhiệt độ khuôn khoảng 130–150°C. Đây là điều kiện tham khảo của grade cụ thể, không nên áp dụng máy móc cho tất cả PPS CF30.

CZ-1130 phù hợp để nghiên cứu cho các chi tiết yêu cầu độ cứng, chống mài mòn, ổn định kích thước và khả năng làm việc trong môi trường nhiệt độ tương đối cao.

2.2. DIC PPS CZ-1030

CZ-1030 là một grade khác của DIC thuộc nhóm PPS gia cường carbon fiber.

Theo danh mục chính thức của DIC, CZ-1030 có thành phần Pitch-CF30%, màu đen và được định hướng cho các ứng dụng yêu cầu low wear và electroconductive.

Điểm đáng chú ý ở CZ-1030 là loại sợi carbon khác với CZ-1130. Vì vậy, không nên chỉ nhìn vào tên “CF30” rồi kết luận hai grade có tính chất hoàn toàn giống nhau.

Trong thực tế lựa chọn vật liệu, doanh nghiệp cần xem thêm:

• Loại carbon fiber.
• Chiều dài sợi sau compounding.
• Độ nhớt nóng chảy.
• Độ bền kéo.
• Mô đun.
• Độ mài mòn.
• Hệ số ma sát.
• Điện trở suất.
• HDT.
• Điều kiện ép phun.

DIC cũng công bố các dòng PPS carbon fiber khác như CZL-2000-R2 và CZL-4033-R2, trong đó carbon fiber được kết hợp với PTFE nhằm cải thiện đặc tính ma sát và mài mòn.

3. Nhựa PPS CF40 gia cường sợi carbon có những mã nào?

So với PPS CF30, Nhựa PPS CF40 gia cường sợi carbon có hàm lượng carbon fiber cao hơn. Điều này thường hướng đến việc tăng độ cứng, mô đun và khả năng chịu tải của vật liệu.

Tuy nhiên, không phải cứ tăng từ CF30 lên CF40 là mọi tính chất đều tăng theo cùng một tỷ lệ. Độ dai, độ chảy, khả năng điền đầy khuôn, tính dị hướng và bề mặt sản phẩm cũng có thể thay đổi tùy công thức và loại sợi carbon.

3.1 Celanese Celstran® PPS-CF40-01

Một mã đáng chú ý của nhóm Nhựa PPS CF40 gia cường sợi carbon là Celstran® PPS-CF40-01 của Celanese.

Theo dữ liệu kỹ thuật của Celanese, đây là vật liệu PPS gia cường 40% long carbon fiber. Celanese mô tả grade này có độ bền va đập tốt và mô đun rất cao, vượt qua một số PPS sử dụng carbon fiber dạng sợi ngắn. Grade được thiết kế cho quá trình ép phun.

Một số dữ liệu điển hình được công bố:

• Carbon fiber: 40% long carbon fiber.
• Khối lượng riêng: khoảng 1,47 g/cm³.
• Mô đun kéo: khoảng 32.000 MPa.
• Độ bền kéo: khoảng 175 MPa.
• Mô đun uốn: khoảng 30.500 MPa.
• Độ bền uốn: khoảng 320 MPa.
• Độ bền va đập Charpy có khía: khoảng 16,5 kJ/m².

Điểm cần chú ý là long carbon fiber khác với carbon fiber dạng ngắn thông thường. Vì vậy, khi so sánh Celstran PPS-CF40-01 với một grade Nhựa PPS CF40 gia cường sợi carbon dạng short fiber, không nên chỉ dựa vào tỷ lệ 40%.

3.2  Daicel PLASTRON® PPS-CF40-01

PLASTRON® PPS-CF40-01 là một grade PPS được Daicel phát triển với 40% long carbon fiber.

Tài liệu kỹ thuật của Daicel cho grade PPS-CF40-01 công bố các giá trị điển hình như:

• Độ bền kéo: khoảng 190 MPa.
• Độ bền uốn: khoảng 370 MPa.
• Mô đun uốn: khoảng 35.000 MPa.
• Charpy có khía: khoảng 20 kJ/m².
• HDT tại 1,8 MPa: khoảng 285°C.
• Khối lượng riêng: khoảng 1,49 g/cm³.

Điều kiện gia công tham khảo trong tài liệu gồm sấy trước khoảng 120–140°C trong 3–5 giờ và nhiệt độ khuôn khoảng 130–150°C.

Đây là một ví dụ rõ ràng cho thấy Nhựa PPS CF40 gia cường sợi carbon không chỉ có một mã duy nhất. Cùng là CF40 nhưng loại polymer nền, cấu trúc sợi, chiều dài sợi và công thức compound có thể làm cho tính chất thực tế khác nhau.

3.3 Shandong Dawn PPS-CF30 và Nhựa PPS CF40 gia cường sợi carbon

Shandong Dawn cũng công bố nhóm carbon fiber reinforced PPS với các mã PPS-CF30 và Nhựa PPS CF40 gia cường sợi carbon.

Theo bảng sản phẩm của Dawn, PPS-CF30 được mô tả với đặc tính chống mài mòn và độ cứng cao, hướng đến các chi tiết chịu mài mòn. Dawn cũng công bố Nhựa PPS CF40 gia cường sợi carbon với mô đun uốn cao hơn trong bảng thông số của hãng.

Đây là nhóm grade có thể được quan tâm khi tìm nguồn PPS CF30 và Nhựa PPS CF40 gia cường sợi carbon từ các nhà sản xuất châu Á.

4. Bảng tổng hợp một số mã PPS CF30 và Nhựa PPS CF40 gia cường sợi carbon

Các mã trong bảng được tổng hợp từ dữ liệu nhà sản xuất hoặc tài liệu kỹ thuật được công bố; với grade cụ thể, khách hàng vẫn nên yêu cầu TDS/SDS và xác nhận phiên bản sản phẩm trước khi đặt hàng.

5. So sánh PPS CF30 và Nhựa PPS CF40 gia cường sợi carbon

Về nguyên tắc, PPS CF30 chứa khoảng 30% carbon fiber còn Nhựa PPS CF40 gia cường sợi carbon chứa khoảng 40% carbon fiber.

Không nên hiểu bảng trên là quy luật tuyệt đối. Ví dụ, Celstran PPS-CF40-01 sử dụng long carbon fiber, trong khi CZ-1130 của DIC là PAN-CF30%. Vì vậy, cấu trúc sợi và công thức compound có thể ảnh hưởng rất lớn đến cơ tính thực tế.

6. Ứng dụng của PPS CF30 và PPS CF40

PPS gia cường carbon fiber được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu kết hợp giữa độ cứng, chịu nhiệt, kháng hóa chất, ổn định kích thước và khả năng chống mài mòn.

Linh kiện ô tô

PPS có khả năng chịu nhiệt và kháng hóa chất tốt nên được sử dụng trong nhiều linh kiện ô tô, đặc biệt ở khu vực nhiệt độ cao hoặc tiếp xúc với chất lỏng, dầu và hóa chất.

Các dòng CF30 và Nhựa PPS CF40 gia cường sợi carbon có thể được nghiên cứu cho:

• Linh kiện dưới nắp capo.
• Chi tiết cơ khí chính xác.
• Giá đỡ.
• Chi tiết bơm.
• Linh kiện hệ thống chất lỏng.
• Chi tiết yêu cầu độ cứng cao.

Celanese cho biết PPS Fortron được sử dụng trong các ứng dụng ô tô, điện – điện tử, xử lý chất lỏng và công nghiệp nhờ khả năng chịu nhiệt, kháng hóa chất và ổn định kích thước.

Linh kiện điện và điện tử

PPS có tính ổn định kích thước tốt và khả năng chống cháy vốn có của polymer PPS. Một số grade cụ thể có chứng nhận UL tương ứng, nhưng không nên mặc định tất cả PPS CF30 hoặc Nhựa PPS CF40 gia cường sợi carbon đều đạt cùng một cấp UL94.

PPS CF có thể được nghiên cứu cho:

• Connector.
• Housing.
• Linh kiện điện.
• Chi tiết chính xác.
• Bộ phận chịu nhiệt.
• Linh kiện yêu cầu ổn định kích thước.

Chi tiết chống mài mòn

Đây là một nhóm ứng dụng đáng chú ý của PPS carbon fiber.

DIC phát triển các dòng CZ và CZL với mục tiêu cải thiện đặc tính ma sát và mài mòn. Một số grade còn kết hợp carbon fiber với PTFE để tối ưu tính tribology.

Vì vậy, khi khách hàng cần PPS cho bạc trượt, chi tiết ma sát, bộ phận chuyển động hoặc chi tiết chịu mài mòn, không nên chỉ hỏi “PPS CF30 hay CF40” mà cần xác định thêm yêu cầu về hệ số ma sát, tốc độ trượt, áp suất và vật liệu đối tiếp.

7. Khi chọn Nhựa PPS CF40 gia cường sợi carbon cần kiểm tra gì?

Đối với doanh nghiệp mua bán hạt nhựa kỹ thuật, chỉ ghi “Nhựa PPS CF40 gia cường sợi carbon” trên báo giá là chưa đủ.

Nên kiểm tra ít nhất các thông tin sau:

1. Nhà sản xuất và mã grade

Ví dụ Celanese Celstran PPS-CF40-01 và Daicel PLASTRON PPS-CF40-01 đều là Nhựa PPS CF40 gia cường sợi carbon nhưng không phải cùng một vật liệu.

2. Loại carbon fiber

Cần xác định là carbon fiber dạng ngắn hay long carbon fiber. Đây là thông tin có ảnh hưởng lớn đến cơ tính.

3. Hàm lượng sợi

CF30 và CF40 thể hiện tỷ lệ gia cường danh nghĩa, nhưng vẫn cần kiểm tra TDS của từng grade.

4. Mô đun và độ bền

Nếu khách hàng cần thay kim loại, cần xem tensile modulus, flexural modulus, tensile strength và flexural strength thay vì chỉ nhìn tên CF40.

5. HDT và khả năng chịu nhiệt

Không nên lấy nhiệt độ nóng chảy của PPS làm nhiệt độ sử dụng liên tục. Nhiệt độ làm việc phụ thuộc vào grade, tải trọng, môi trường và thiết kế chi tiết.

6. UL94

Nếu sản phẩm dùng cho điện – điện tử, cần kiểm tra chính xác cấp UL94 của grade và độ dày mẫu thử.

7. Điện trở suất

Carbon fiber có thể tạo ra đặc tính dẫn điện hoặc giảm điện trở của compound, nhưng mức độ phụ thuộc vào loại sợi, hàm lượng và công thức vật liệu.

8. PPS CF30 và Nhựa PPS CF40 gia cường sợi carbon có phải lúc nào cũng thay thế cho nhau?

Không.

Trong một số trường hợp, khách hàng có thể cân nhắc chuyển từ PPS CF30 sang Nhựa PPS CF40 gia cường sợi carbon để tăng độ cứng hoặc khả năng chịu tải. Tuy nhiên, việc thay thế phải dựa trên yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm.

Tăng hàm lượng carbon fiber có thể ảnh hưởng đến:

• Độ chảy khi ép phun.
• Độ dị hướng.
• Co ngót.
• Độ cong vênh.
• Độ bền va đập.
• Bề mặt sản phẩm.
• Độ mài mòn của trục vít và lòng khuôn.
• Giá thành nguyên liệu.

Do đó, nếu khách hàng đang sử dụng một mã PPS CF30 ổn định trong sản xuất, không nên tự động đổi sang Nhựa PPS CF40 gia cường sợi carbon chỉ vì CF40 có hàm lượng sợi cao hơn.

Cần đối chiếu TDS của hai grade và chạy thử trên chính khuôn, máy ép và điều kiện sản xuất thực tế.

9. Kết luận

Thị trường hiện có nhiều dòng PPS CF30 và Nhựa PPS CF40 gia cường sợi carbon, nhưng mỗi nhà sản xuất sử dụng công thức và cấu trúc gia cường khác nhau. Với PPS CF30, các mã đáng chú ý gồm DIC CZ-1030 và DIC CZ-1130. Với PPS CF40, có thể tham khảo Celanese Celstran PPS-CF40-01, Daicel PLASTRON PPS-CF40-01 và Dawn Nhựa PPS CF40 gia cường sợi carbon.

Đặc biệt, Nhựa PPS CF40 gia cường sợi carbon không phải một mã sản phẩm duy nhất. CF40 chỉ mô tả nhóm vật liệu có khoảng 40% carbon fiber; để lựa chọn chính xác cần xác định nhà sản xuất, mã grade, loại carbon fiber, dạng sợi, cơ tính, HDT, tính dẫn điện, khả năng chống mài mòn và điều kiện ép phun.

Đối với doanh nghiệp cần tìm nguồn hạt nhựa PPS CF30, Nhựa PPS CF40 gia cường sợi carbon cho sản xuất công nghiệp, việc đối chiếu TDS chính hãng trước khi báo giá và gửi mẫu sẽ giúp hạn chế tình trạng chọn nhầm grade có tên gọi tương tự nhưng tính chất khác nhau.