Description

Nhựa PPS CF30 Là Gì? Đặc Tính, Ưu Điểm Và Ứng Dụng

PPS CF30 là dòng nhựa kỹ thuật PPS (Polyphenylene Sulfide) được gia cường khoảng 30% sợi carbon, được phát triển cho những ứng dụng yêu cầu cao về độ cứng, độ bền cơ học, ổn định kích thước, chịu nhiệt và kháng hóa chất. So với PPS nguyên sinh hoặc PPS gia cường sợi thủy tinh, PPS CF30 có thể mang lại những đặc tính đặc biệt về mô đun, giãn nở nhiệt và tính dẫn điện tùy theo loại sợi carbon và công thức compound.

PPS vốn là nhựa kỹ thuật bán kết tinh có khả năng chịu nhiệt và kháng hóa chất rất tốt. DIC cho biết PPS có nhiệt độ nóng chảy khoảng 280°C, khả năng kháng hóa chất cao và đặc tính tự dập cháy. Khi kết hợp với khoảng 30% sợi carbon, vật liệu có thể được sử dụng trong các chi tiết kỹ thuật chính xác, linh kiện cơ khí, điện – điện tử, ô tô, bơm, van và những ứng dụng cần độ ổn định cao.

PPS CF30 là gì?

PPS CF30 là compound nền PPS được gia cường bằng khoảng 30% carbon fiber (CF).

Trong đó:

• PPS: Polyphenylene Sulfide.
• CF: Carbon Fiber – sợi carbon.
• 30: thông thường chỉ hàm lượng sợi carbon danh nghĩa khoảng 30% theo grade.

Cần lưu ý rằng ký hiệu PPS CF30 không phải tên của một mã sản phẩm duy nhất. Mỗi nhà sản xuất có thể sử dụng hệ thống mã grade khác nhau và loại sợi carbon cũng có thể khác nhau.

Ví dụ, DIC hiện công bố CZ-1130 là PPS gia cường PAN-CF30%, màu đen, có đặc tính low wear và conductive. DIC cũng công bố CZ-1030 với thành phần Pitch-CF30%, thuộc nhóm PPS tự bôi trơn/đặc tính mài mòn thấp và dẫn điện.

Do đó, khi mua PPS CF30, cần xác định chính xác nhà sản xuất, mã grade và loại sợi carbon thay vì chỉ dựa vào ký hiệu CF30.

Thành phần của PPS CF30

Về cơ bản, PPS CF30 gồm nền polymer PPS và khoảng 30% sợi carbon cùng các thành phần phụ gia khác tùy công thức.

Sợi carbon có vai trò gia cường cho nền PPS, giúp cải thiện nhiều đặc tính cơ học và nhiệt học.

So với PPS không gia cường, PPS CF30 thường có:

• Độ cứng cao hơn.
• Mô đun cao hơn.
• Độ bền cơ học cao hơn.
• Hệ số giãn nở nhiệt thấp hơn.
• Độ ổn định kích thước tốt.
• Khả năng chịu tải tốt hơn.
• Có thể tạo tính dẫn điện tùy grade.
• Khả năng chống mài mòn tốt ở một số công thức.

Tuy nhiên, không phải tất cả các grade PPS CF30 đều có cùng tính chất. Loại sợi carbon, chiều dài sợi, phương pháp compound và hệ phụ gia sẽ ảnh hưởng đáng kể đến đặc tính cuối cùng.

Đặc tính nổi bật của PPS CF30

1. Độ cứng và mô đun cao

Một trong những ưu điểm đáng chú ý của PPS CF30 là độ cứng cao nhờ sự gia cường của sợi carbon.

Sợi carbon có mô đun cao và trọng lượng riêng tương đối thấp. Khi được phân tán trong nền PPS, nó giúp vật liệu có khả năng duy trì hình dạng tốt hơn dưới tải.

Đặc tính này phù hợp với những chi tiết như:

• Giá đỡ.
• Housing.
• Chi tiết cơ khí.
• Bánh răng kỹ thuật.
• Chi tiết chịu tải.
• Linh kiện chính xác.
• Bộ phận trong máy móc.

Đối với sản phẩm yêu cầu độ cứng cao nhưng muốn giảm trọng lượng so với kim loại, PPS CF30 có thể là một lựa chọn đáng xem xét.

2. Khả năng chịu nhiệt cao

Nền PPS có khả năng làm việc ở nhiệt độ cao. Celanese công bố PPS Fortron có nhiệt độ sử dụng liên tục có thể lên tới khoảng 240°C tùy grade và điều kiện ứng dụng.

Khi được gia cường bằng carbon fiber, vật liệu có thể duy trì độ cứng tốt trong điều kiện nhiệt độ cao.

Tuy nhiên, cần phân biệt giữa:

• Nhiệt độ nóng chảy.
• HDT.
• Nhiệt độ sử dụng liên tục.
• Nhiệt độ sử dụng trong thời gian ngắn.

Không nên lấy nhiệt độ nóng chảy của PPS làm nhiệt độ làm việc của sản phẩm.

Khi khách hàng hỏi PPS CF30 chịu được bao nhiêu độ, cần kiểm tra TDS của chính xác grade đang sử dụng.

3. Ổn định kích thước tốt

PPS CF30 có ưu điểm đáng chú ý về ổn định kích thước.

PPS vốn có độ hút ẩm rất thấp. Celanese mô tả PPS có độ hút ẩm rất thấp, ổn định kích thước và khả năng chống creep tốt ngay cả ở nhiệt độ cao.

Sợi carbon còn góp phần làm giảm hệ số giãn nở nhiệt theo một số hướng của vật liệu.

Điều này đặc biệt quan trọng đối với:

• Connector.
• Housing.
• Chi tiết chính xác.
• Giá đỡ cảm biến.
• Linh kiện cơ khí.
• Chi tiết có dung sai chặt.

4. Khả năng kháng hóa chất tốt

PPS là một trong những nhựa kỹ thuật có khả năng kháng hóa chất tốt.

Celanese cho biết Fortron PPS có khả năng chống lại nhiều loại hóa chất và dung môi trong thời gian dài, kể cả ở nhiệt độ cao.

Vì vậy, PPS CF30 có thể được xem xét trong các môi trường có:

• Dầu.
• Nhiên liệu.
• Dung môi.
• Nước nóng.
• Hóa chất công nghiệp.
• Chất lỏng kỹ thuật.

Tuy nhiên, khả năng tương thích hóa chất phải được đánh giá theo đúng môi trường sử dụng. Không nên mặc định mọi grade PPS CF30 đều phù hợp với mọi hóa chất.

PPS CF30 có dẫn điện không?

Đây là điểm khác biệt đáng chú ý giữa sợi carbon và sợi thủy tinh.

Sợi carbon có khả năng dẫn điện. Vì vậy, một số grade PPS CF30 được thiết kế để có tính dẫn điện hoặc tiêu tán tĩnh điện.

DIC công bố CZ-1130 là PPS PAN-CF30% với các đặc tính low wear and conductive.

Đặc tính này có thể hữu ích trong các ứng dụng yêu cầu:

• Dẫn điện.
• Tiêu tán tĩnh điện.
• Kiểm soát điện tích.
• Linh kiện kỹ thuật điện.
• Chi tiết cơ khí có yêu cầu về ma sát và mài mòn.

Tuy nhiên, không nên hiểu rằng mọi PPS CF30 đều có cùng điện trở suất. Thông số điện phải được kiểm tra trong TDS của từng grade.

PPS CF30 có chống cháy không?

PPS vốn có đặc tính chống cháy nội tại. Celanese cho biết PPS có khả năng flame resistant và một số grade đạt UL94 V-0 hoặc 5VA.

Tuy nhiên, PPS CF30 không đồng nghĩa với một cấp UL94 cụ thể.

Nếu khách hàng yêu cầu PPS CF30 UL94 V-0, cần xác nhận:

• Mã grade.
• Màu sắc.
• Độ dày mẫu thử.
• Tiêu chuẩn UL94.
• Dữ liệu UL chính thức.

Không nên chỉ dựa vào tên gọi CF30 để kết luận cấp chống cháy.

PPS CF30 có chống mài mòn tốt không?

Một số grade PPS CF30 được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng ma sát và mài mòn.

Ví dụ, DIC công bố CZ-1130 với đặc tính low wear và conductive; dòng CZ-1030 cũng thuộc nhóm Pitch-CF30 có đặc tính low wear và conductive.

Những đặc tính này giúp PPS CF30 được quan tâm trong:

• Bánh răng.
• Bạc trượt.
• Chi tiết chuyển động.
• Bộ phận máy móc.
• Pump components.
• Valve components.
• Chi tiết tiếp xúc ma sát.

Tuy nhiên, đối với ứng dụng tribology, cần kiểm tra thêm hệ số ma sát, tốc độ trượt, tải trọng, nhiệt độ và vật liệu đối tiếp.

So sánh PPS CF30 và PPS GF30

Đây là một trong những câu hỏi thường gặp khi lựa chọn vật liệu.

Điểm quan trọng là PPS CF30 không phải lúc nào cũng thay thế trực tiếp PPS GF30.

Nếu sản phẩm yêu cầu cách điện, PPS GF30 có thể phù hợp hơn. Nếu cần tính dẫn điện, độ cứng cao hoặc đặc tính ma sát đặc biệt, một số grade PPS CF30 có thể được ưu tiên.

PPS CF30 và PPS GF30 khác nhau về độ dẫn điện

Sự khác biệt này đặc biệt quan trọng trong ngành điện – điện tử.

Sợi thủy tinh không tạo tính dẫn điện giống sợi carbon. Trong khi đó, một số grade PPS CF30 có thể được thiết kế để đạt tính dẫn điện.

DIC phân loại CZ-1030 và CZ-1130 trong nhóm PPS có sợi carbon với đặc tính conductive.

Do đó, khi khách hàng yêu cầu vật liệu chống tĩnh điện hoặc dẫn điện, không nên chỉ hỏi “PPS GF30 hay CF30” mà cần xác định chính xác điện trở bề mặt hoặc điện trở thể tích theo yêu cầu ứng dụng.

Ứng dụng của PPS CF30

Nhờ sự kết hợp giữa PPS và sợi carbon, PPS CF30 có thể được sử dụng trong nhiều ngành.

Ngành ô tô

PPS nói chung được sử dụng trong các ứng dụng ô tô yêu cầu khả năng chịu nhiệt và hóa chất cao. Celanese liệt kê các ứng dụng PPS trong khoang động cơ, hệ thống nhiên liệu, bơm, van và các chi tiết dưới nắp capo.

PPS CF30 có thể được xem xét cho những chi tiết cần thêm độ cứng, ổn định kích thước hoặc đặc tính điện.

Điện – điện tử

PPS có đặc tính điện tốt và khả năng chịu nhiệt cao, vì vậy được sử dụng cho:

• Connector.
• Relay components.
• Switches.
• Coil components.
• Housing.
• Linh kiện điện tử chính xác.

Celanese cũng liệt kê connector, connector strips, coil forms và relay parts trong các ứng dụng PPS.

Industrial machinery

PPS CF30 có thể phù hợp với các chi tiết cần:

• Độ cứng.
• Kháng hóa chất.
• Chịu nhiệt.
• Chống mài mòn.
• Ổn định kích thước.

Một số ứng dụng có thể bao gồm bánh răng, bạc, chi tiết chuyển động, pump components và valve components, tùy theo grade.

Thiết bị xử lý chất lỏng

PPS được Celanese sử dụng trong nhóm ứng dụng fluid handling.

Với các grade PPS CF30 có khả năng chống mài mòn hoặc dẫn điện, vật liệu có thể được xem xét cho một số linh kiện bơm và van chuyên dụng.

Một số mã PPS CF30 đáng chú ý

Khi tìm kiếm PPS CF30, nên chú ý các mã đã được nhà sản xuất công bố rõ thành phần.

DIC CZ-1130

CZ-1130 là PPS gia cường PAN-CF30%. DIC công bố grade này có màu đen, đặc tính low wear và conductive. TDS của DIC ghi nhận độ bền kéo điển hình 215 MPa và mô đun kéo 26 GPa theo phương pháp thử được công bố.

Đây là một ví dụ khá rõ về grade PPS CF30 dành cho các ứng dụng yêu cầu cơ tính, chống mài mòn và tính dẫn điện.

DIC CZ-1030

DIC cũng công bố CZ-1030 là PPS gia cường Pitch-CF30%, thuộc nhóm self-lubricant, low wear và conductive.

Hai grade CZ-1030 và CZ-1130 không nên xem là hoàn toàn giống nhau chỉ vì đều có CF30. Loại carbon fiber khác nhau có thể dẫn đến sự khác biệt về cơ tính, ma sát, độ dẫn điện và khả năng gia công.

PPS CF30 có thay thế kim loại được không?

Trong một số trường hợp, PPS CF30 có thể được sử dụng để thay thế một số chi tiết kim loại nếu thiết kế và điều kiện làm việc cho phép.

Các lợi ích tiềm năng gồm:

• Giảm trọng lượng.
• Chống ăn mòn.
• Khả năng ép phun tạo hình phức tạp.
• Ổn định kích thước.
• Kháng hóa chất.
• Cách nhiệt hoặc dẫn điện tùy grade.

Tuy nhiên, không nên hiểu rằng PPS CF30 có thể thay thế mọi kim loại. Việc thay thế phải được đánh giá dựa trên tải trọng, nhiệt độ, độ bền lâu dài, ma sát, môi trường hóa chất và yêu cầu an toàn.

PPS CF30 có phù hợp để ép phun không?

Có. PPS là vật liệu được sử dụng rộng rãi trong ép phun. Celanese công bố PPS có thể gia công bằng injection molding, extrusion và blow molding.

Tuy nhiên, PPS CF30 yêu cầu kiểm soát quá trình ép phù hợp do có hàm lượng sợi carbon cao.

Cần quan tâm:

• Nhiệt độ xy-lanh.
• Nhiệt độ khuôn.
• Tốc độ phun.
• Áp suất phun.
• Áp suất giữ.
• Thời gian lưu.
• Thiết kế gate.
• Thoát khí.
• Độ mòn của vít và barrel.

Thông số cụ thể phải lấy từ TDS của từng grade.

Lưu ý khi mua PPS CF30

Khi khách hàng cần PPS CF30, nên yêu cầu nhà cung cấp xác nhận tối thiểu:

1. Tên nhà sản xuất.
2. Mã grade.
3. Loại carbon fiber.
4. Hàm lượng carbon fiber.
5. TDS.
6. SDS.
7. Màu sắc.
8. MFR hoặc độ nhớt.
9. Cơ tính.
10. HDT.
11. Tính dẫn điện nếu yêu cầu.
12. Dữ liệu UL94 nếu yêu cầu chống cháy.
13. Điều kiện ép phun.

Đặc biệt, cần phân biệt PPS CF30, PPS GF30 and PPS GF+MD vì ba nhóm vật liệu này có cấu trúc gia cường khác nhau và không nên báo giá hoặc thay thế cho nhau chỉ dựa trên tên “PPS 30%”.

Conclude

PPS CF30 là dòng PPS gia cường khoảng 30% sợi carbon, được phát triển cho các ứng dụng yêu cầu cao về độ cứng, cơ tính, ổn định kích thước, chịu nhiệt, kháng hóa chất và trong một số grade có khả năng dẫn điện hoặc chống mài mòn.

So với PPS GF30, PPS CF30 có lợi thế riêng về tính dẫn điện, độ cứng và một số đặc tính tribology, nhưng thường có chi phí vật liệu cao hơn và không phải là lựa chọn phù hợp cho mọi sản phẩm.

Trên thị trường có nhiều grade khác nhau. DIC hiện công bố CZ-1130 PAN-CF30% and CZ-1030 Pitch-CF30%, cho thấy ngay trong nhóm PPS CF30 cũng có sự khác biệt về loại sợi carbon và đặc tính ứng dụng.

Vì vậy, khi lựa chọn PPS CF30, doanh nghiệp nên xác định rõ yêu cầu về cơ tính, nhiệt độ, hóa chất, ma sát, điện trở và phương pháp gia công trước khi lựa chọn grade. Đây là cách giúp vật liệu PPS CF30 phát huy đúng ưu điểm và tránh việc thay thế vật liệu không phù hợp trong sản xuất thực tế.

Nếu quý khách hàng đang tìm kiếm nguồn cung nguyên liệu nhựa hoặc cần tư vấn kỹ thuật chuyên sâu, hãy liên hệ ngay với chúng tôi.

Thông tin liên hệ:

• Đơn vị: PTTL Kim Phat Materials

• Sản phẩm:PA6 GF, PA66 GF30, PC/ABS, TPU, PETG., PA46, PC chống cháy,  PPO, PPS and các phụ gia 

• Website: www.pttlkimphat.vn

• Hotline: LIÊN HỆ – PTTL KIM PHÁT – CHUYÊN CUNG CẤP HẠT NHỰA