Victrex APTIV®
薄膜和现行卤素法规


本文件总结了有关聚合物原材料允许的卤素含量以及 Victrex APTIV® 薄膜对这些法规的符合性的现行法规。

近年来,公司采取了多项举措,以使用更环保的材料来制造产品。电子行业一直是这项举措的先锋。

先前的举措(如 RoHS 立法)侧重于使用重金属(如汞、镉和铅)以及特定化学品(如六价铬化合物)。Victrex 使用符合 RoHS 标准的聚合物制造 Victrex APTIV 薄膜 - 可从全球 Victrex 销售办事处单独获得确认符合 RoHS 的产品特定认证。

最近,电子行业再次引领了围绕低卤素和“绿色”材料的举措,重点关注阻燃剂领域,特别是 PVC 等材料和含有多溴苯醚化合物的材料。
在此次搜索中,我们没有找到任何具体提及氟、碘和砹(其他第 VIIA 族卤素)在“无卤”的行业定义中受到限制。
截至 2008 年 2 月,我们对相关立法的调查显示,以下标准与此相关:
s JPCA(日本印刷电路协会)-
JPCA-ES-01-1999 定义了“无卤素”的标准和方法,如下所示:
? 溴,Br:小于 0.09wt%(900ppm)
? 氯,Cl:小于 0.09wt%(900ppm)
s IEC(国际电工委员会)-
IEC 61249-2-21 的最终要求:
? 溴,Br:最大 900ppm
? 氯,Cl:最大 900ppm
? 总卤素:最大 1500ppm
s IPC(国际印刷电路)- IPC-4101B 采用了 IEC 对无卤素的定义:
? 溴,Br:最大 900ppm
? 氯,Cl:最大900ppm
? 总卤素:最高 1500ppm
根据 IEC 61429-2-21 的上述定义,

未填充的 Victrex APTIV 薄膜

被归类为“无卤素”,自

2008 年 2 月起保持不变。

这适用于除 APTIV 1200 之外的所有 APTIV 薄膜等级


热成型 APTIV® 薄膜

关于本指南

本版热成型指南是作为热成型工艺的快速参考工具提供给我们的客户的。以下说明可应用于任何常用的成型技术。对于热成型 APTIV 薄膜,没有确切的规则。许多变量(例如部件设计、工艺设备和薄膜厚度)都会影响该工艺。

本指南假设无定形 APTIV 薄膜被用作热成型工艺的起始材料。通常预期最终的热成型部件在性质上是结晶的,以便在最终应用中获得 PEEK 的最佳性能。成型温度略高于 PEEK 的 Tg。

VICTREX® PEEK 聚合物简介

VICTREX® PEEK 聚合物是一种高温、半结晶热塑性塑料,可为工程师、设计师和 OEM 提供独特的性能组合。

由于薄膜制造方法,PEEK 薄膜可以制成无定形。这种非晶态薄膜在光学上是透明的,颜色为浅棕色,可在 140-160 °C (284-320 °F) 的温度下使用常见的成型技术(例如真空成型、悬垂成型、气滑成型和模塞辅助成型)进行热成型。
非晶态 APTIV 薄膜的厚度通常为 6 ?m 至 250 ?m(0.25 至 10 mils)。
PEEK 聚合物的玻璃化转变温度 (Tg) 为 143 °C (289 °F),结晶熔点 (Tm) 为 343 °C (649 °F)。非晶态 APTIV 薄膜可通过加热至高于其 Tg 的温度进行退火以诱导结晶,从而增强热稳定性和耐化学性。这会将光学透明的浅棕色无定形薄膜变成浅棕褐色且光学不透明的半结晶薄膜。

PEEK 聚合物的最低能量状态是半结晶形式,如果分子具有足够的热流动性以重新排序,PEEK 将始终尝试达到最低能量半结晶状态。这发生在高于 143 °C 的 Tg 温度下。一旦超过 143 °C 的玻璃化转变温度,无定形 PEEK 将在 2-20 秒内迅速开始恢复为结晶状态,并且结晶过程可以在短短 10-30 秒内完成,具体取决于温度。在当今大多数市售聚合物中,Tg 以上的无定形 PEEK 的结晶行为被认为是例外,并且对于尝试热成型 PEEK 部件的一些加工商来说可能并不熟悉。
工艺控制
使用任何一种 APTIV 薄膜成型方法时,最重要的因素是精确控制模具温度和聚合物温度。许多加工商主要依赖时间作为关键工艺参数,但由于 PEEK 的成型温度至关重要,这种控制方法可能无法在工艺和最终部件中产生足够的一致性。我们强烈建议模具具有热电偶功能以测量工艺温度,并在成型工艺的每个阶段使用计时器。
当 APTIV 薄膜在成型过程中从非晶态材料变为结晶材料时,时间仍然是一个重要因素。在这种类型的工艺中,必须同时控制温度和时间的组合才能获得一致的结果。
热成型 APTIV® 薄膜
2012 年 4 月第 2 页,共 3 页
加热和成型 APTIV® 薄膜
无定形 APTIV 薄膜在加热时会逐渐失去模量,在温度高于 143 °C (289 °F) 时会开始更明显地变软。然而,在高于其 Tg 143 °C 的温度下,它也很快开始结晶。如果允许结晶发生,那么薄膜在 140-160 °C (284-320°F) 左右的温度下会变得太硬而难以热成型。加热时间应尽可能短,然后逐渐增加,直到成型过程变得困难,表明已经发生结晶。值得注意的是,当薄膜结晶时,它会变得不透明。
应尽快达到成膜温度,以尽量缩短循环时间并降低薄膜结晶的可能性。如果热成型机未安装高温计来监测片材温度,则 APTIV 薄膜的最佳成型点很容易通过目视观察到。当对无定形薄膜加热时,当温度达到 Tg 143 °C (289 °F) 时,首先会看到薄膜松弛;紧接着,整个薄膜区域变得绷紧。一旦薄膜绷紧,就必须进行成型;进一步加热只会导致薄膜结晶。薄膜的厚度对加热速率有重要影响,因此也影响结晶速率。当使用小于 50 微米的较薄薄膜时,温度为 150°C


关于本指南

本版热成型指南是作为热成型工艺的快速参考工具提供给我们的客户的。以下说明可应用于任何常用的成型技术。对于热成型 APTIV 薄膜,没有确切的规则。许多变量(例如部件设计、工艺设备和薄膜厚度)都会影响该工艺。

本指南假设无定形 APTIV 薄膜被用作热成型工艺的起始材料。通常预期最终的热成型部件在性质上是结晶的,以便在最终应用中获得 PEEK 的最佳性能。成型温度略高于 PEEK 的 Tg。

VICTREX® PEEK 聚合物简介

VICTREX® PEEK 聚合物是一种高温、半结晶热塑性塑料,可为工程师、设计师和 OEM 提供独特的性能组合。

由于薄膜制造方法,PEEK 薄膜可以制成无定形。这种非晶态薄膜在光学上是透明的,颜色为浅棕色,可在 140-160 °C (284-320 °F) 的温度下使用常见的成型技术(例如真空成型、悬垂成型、气滑成型和模塞辅助成型)进行热成型。
非晶态 APTIV 薄膜的厚度通常为 6 ?m 至 250 ?m(0.25 至 10 mils)。
PEEK 聚合物的玻璃化转变温度 (Tg) 为 143 °C (289 °F),结晶熔点 (Tm) 为 343 °C (649 °F)。非晶态 APTIV 薄膜可通过加热至高于其 Tg 的温度进行退火以诱导结晶,从而增强热稳定性和耐化学性。这会将光学透明的浅棕色无定形薄膜变成浅棕褐色且光学不透明的半结晶薄膜。

PEEK 聚合物的最低能量状态是半结晶形式,如果分子具有足够的热流动性以重新排序,PEEK 将始终尝试达到最低能量半结晶状态。这发生在高于 143 °C 的 Tg 温度下。一旦超过 143 °C 的玻璃化转变温度,无定形 PEEK 将在 2-20 秒内迅速开始恢复为结晶状态,并且结晶过程可以在短短 10-30 秒内完成,具体取决于温度。在当今大多数市售聚合物中,Tg 以上的无定形 PEEK 的结晶行为被认为是例外,并且对于尝试热成型 PEEK 部件的一些加工商来说可能并不熟悉。
工艺控制
使用任何一种 APTIV 薄膜成型方法时,最重要的因素是精确控制模具温度和聚合物温度。许多加工商主要依赖时间作为关键工艺参数,但由于 PEEK 的成型温度至关重要,这种控制方法可能无法在工艺和最终部件中产生足够的一致性。我们强烈建议模具具有热电偶功能以测量工艺温度,并在成型工艺的每个阶段使用计时器。
当 APTIV 薄膜在成型过程中从非晶态材料变为结晶材料时,时间仍然是一个重要因素。在这种类型的工艺中,必须同时控制温度和时间的组合才能获得一致的结果。
热成型 APTIV® 薄膜
2012 年 4 月第 2 页,共 3 页
加热和成型 APTIV® 薄膜
无定形 APTIV 薄膜在加热时会逐渐失去模量,在温度高于 143 °C (289 °F) 时会开始更明显地变软。然而,在高于其 Tg 143 °C 的温度下,它也很快开始结晶。如果允许结晶发生,那么薄膜在 140-160 °C (284-320°F) 左右的温度下会变得太硬而难以热成型。加热时间应尽可能短,然后逐渐增加,直到成型过程变得困难,表明已经发生结晶。值得注意的是,当薄膜结晶时,它会变得不透明。
应尽快达到成膜温度,以尽量缩短循环时间并降低薄膜结晶的可能性。如果热成型机未安装高温计来监测片材温度,则 APTIV 薄膜的最佳成型点很容易通过目视观察到。当对无定形薄膜加热时,当温度达到 Tg 143 °C (289 °F) 时,首先会看到薄膜松弛;紧接着,整个薄膜区域变得绷紧。一旦薄膜绷紧,就必须进行成型;进一步加热只会导致薄膜结晶。薄膜的厚度对加热速率有重要影响,因此也影响结晶速率。当使用小于 50 微米的较薄薄膜时,温度为 150°C


热封、焊接和层压 APTIV® 薄膜

关于本指南
本指南是为我们的客户提供的,作为可用于 APTIV® 薄膜的热封、焊接和层压工艺的参考工具。以下说明可应用于任何常用技术。零件设计、工艺设备和薄膜厚度等许多变量都会影响工艺。Victrex 与在这些领域拥有专业技能的供应链合作伙伴合作,可用于开发此类应用。
VICTREX® PEEK 聚合物简介
PEEK 聚合物是一种高温半结晶热塑性塑料,可为工程师、设计师和 OEM 提供独特的性能组合。作为热塑性聚合物,PEEK 可以挤出或注塑成各种形状和形式,其中一种重要形式是流延膜。
PEEK 聚合物的玻璃化转变温度 (Tg) 为 143 °C (290°F),结晶熔点 (Tm) 为 343 °C (650°F)。
热封

例如,在生产袋子或封装电子设备时,可能需要对两层 APTIV 薄膜进行热封。由于 VICTREX PEEK 是一种热塑性材料,因此只需将薄膜加热至熔点,然后施加压力使熔融的聚合物紧密接触,即可轻松完成热封。

典型的工艺温度约为 340 – 370o
C (645-700o
F),具体取决于设备。需要几秒钟的时间让两个熔融表面接触并紧密粘合。施加的压力将根据薄膜厚度和设备而有所不同。如果发生过度流动和热封部分变薄,则可能是施加了太大的压力。为了避免熔融薄膜粘在封口钳上,应使用涂有 PTFE 的玻璃布。密封的薄膜应在密封器钳口中仍处于压力下时冷却,这样当从设备中取出薄膜时,密封区域不会受损。
25 微米 APTIV 薄膜的典型循环是加热至 340-350o
C (645-660o
F),在 4 bar 的压力下密封 2.5 秒,并在仍处于压力下冷却至 Tg 以下。
热封、焊接和层压 APTIV® 薄膜
热脉冲焊接装置
(JOKE GmbH 提供)
第 2 页,共 5 页 2012 年 2 月版本
超声波和激光焊接
APTIV 薄膜可通过超声波和激光焊接连接。由于 VICTREX PEEK 是一种热塑性材料,因此焊接是通过将薄膜加热到熔点并施加适当的压力使熔融的聚合物表面紧密接触来完成的。
1) 超声波焊接
超声波焊接使用高频声能来提高 APTIV 薄膜的温度,使其熔化。要连接的表面在压力下结合在一起,并暴露于超声波振动中,从而使聚合物表面在熔化阶段紧密接触。声能通过喇叭或超声波发生器传输到要焊接的薄膜上。
这种喇叭的设计很重要,需要适合焊接薄膜。APTIV 薄膜使用 10 – 40 kHz 的频率进行焊接,循环时间小于 1 秒。该技术适用于生产线。可以产生连续接头或点焊。该技术还可用于同时切割和密封。切割薄膜时不会产生凸起的焊珠,而激光焊接可能会产生这种情况。
超声波设备的使用是一个专业领域,但 APTIV 薄膜样品已成功使用超声波方法焊接,特别是对于厚度超过 100 微米的较厚薄膜。

此服务的专业提供商需要选择适当的频率和工具设计以实现所需的焊接。

2) 激光焊接

激光焊接的工作原理是产生强烈的电磁辐射束,通常位于光谱的红外区域,这会导致薄膜中的分子产生共振。

这会导致材料局部加热,从而导致熔化和融合,形成键。这可以通过使用 CO3、YAG 或二极管激光器来实现。透明薄膜可能无法吸收足够的能量来产生键,因此通常会填充碳黑或其他颜料等以增加吸收。透明薄膜夹在碳填充薄膜的顶部,以便激光能量通过顶层传输到碳填充材料,碳填充材料加热并将热量传递到上层。因此,两层的接合面都会熔化,并形成粘合。增加吸收率的另一种方法是使用透明的红外吸收液体,将其涂在接头的一个表面上。这样可以产生坚固的透明接头。激光焊接不适用于厚的不透明薄膜。
使用激光进行焊接是一个专业领域,但 APTIV 薄膜样品已使用激光方法成功焊接。这项服务的专业提供商需要选择合适的激光器类型和设备设计