TPX離型膜

TPX離型膜：TPX定義：TPX為Transparent Polymer X的簡稱，TPX離型膜是一種透明且耐熱的聚烯高分子，化學名為Polymethylpentene。

基本介紹

• 中文名：TPX離型膜
• 外文名：Transparent Polymer X
• 特色：透明且耐熱
• 性質：聚烯高分子

TPX離型膜特性

物性被歸類為耐熱性聚烯的TPX離型膜具有以下特點：

1.高透明性（光線透過率90%以上）；

2.優良耐熱性（熔點230~240℃）；

3.優良電氣特性；

4.耐藥品性；

5.低密度（0.83g/cc）；

6.成型加工性良好；

7.安全性優。

TPX離型膜為透明性樹脂中耐藥品性最優。透明材料一般為非結晶性（如玻璃、PS）或完全結晶體（如鑽石、冰）。TPX離型膜為結晶度20-70%的結晶性高分子，它所以能具有高透明性，是因其結晶部與非結晶部的密度幾乎相同，顯示了光學的均一性。

非結晶材料與結晶性材料在機械物性上的區別，為非結晶材料在Tg點以上即失去強度，但結晶性材料在遠結晶熔點以前，均保有機械強度，在Tg點以上亦不失去強度。TPX離型膜的Tg點為16-30℃，結晶的熔點220-240℃。

由於TPX離型膜亦屬於聚烯的一種，故它的PE、PP一樣，也有優良電氣特性與耐藥品性。它是透明樹脂中唯一不會因潤滑油或藥品而引發龜裂的材料。

1、物理性質

a、物理的特性

TPX離型膜的Tg值僅10-30℃ ，遠低於Psu的190℃及PC的155℃，但熔點則高達 220 ~ 240℃。由於結晶性樹脂在熔點附近仍可保持剛性，故在Tg點以上的溫度範圍，仍有充分剛性並保持形狀。

比熱很大為0.47cal/g.℃，比重很小為0.83，為塑膠中最輕的材料。結晶度依成型條件不同而異，一般為30-45%，在促進結晶條件下則可達70%以上。吸水性極低。

b、密度

商業化生產的塑膠材料中，TPX的密度是最小的。聚烯的密度受其側鏈的影響，側鏈愈大則立體障礙也愈大，密度即變小。經過測定，TPX離型膜結晶部的比重為 0.828 ±0.002，非結晶部則為0.838。結晶部的密度與冰相當。

2、機械性質

a、抗拉強度

在抗拉強度與溫度的關係方面，TPX離型膜的機械強度與PE離型膜、PP類似，強度的絕對值小於PSu、PC或PMMA，但因具結晶性樹脂的特點，在結晶熔解（220-230）以前，均能保有強度。

b、彎曲特性

將厚度2mm，寬20mm，長120mm的試片單側予以支撐，在一定溫度，無荷重情形下，測定變形量與時間的關係。PMMA在80℃以上迅速變形，PC與PSU分別在140℃與160℃也發生大的變形，無法承受本身重量。TPX離型膜因具結晶性樹脂的特點,200℃時也只有10mm的變形量，不受外力的情形下，可於180℃溫度下使用。經由成品設計，實用溫度可再提高。

c、衝擊強度

TPX離型膜的衝擊強度在Tg值以上會急速轉強，而在室溫或低溫下的衝擊強度則明顯較PC劣，與PMMA相當，但較PS為優。至於落錘衝擊強度則隨著厚度增加提高。

3、熱的性質

a、熱變形溫度與荷重的關係

TPX離型膜的Tg值僅10-30℃，在高荷重下，其熱變形溫度（HDT）較低，但因熔點（Tm）高達220-240℃，故在低荷重或無荷重下具HDT。Vicat軟化點為140-180℃，與PC或PSu相當。

b、耐熱壽命

TPX離型膜的耐熱壽命依溫度與時間來決定。在空氣中的老化是氧化反應引起的，欲防止氧化反應，可添加耐熱安定劑，則耐熱壽命約可延長3倍。在UL規格（UL 946B）的溫度指數為115℃，屬於UL94 HB等級。

4、其它性質

a、光學性質

TPX離型膜在從紫外線到紅外線的範圍，均有很高的光線透過率。紫外線範圍波長的光，可被血液、液體中的氧或化學成分的分析利用。TPX是少數具耐藥品性，又有良好紫外線透過率的材料之一。光線屈折率很低，只有1463，是僅次於氟樹脂的1.338-1.425。

b、透氣性

TPX離型膜有很高的透氣性及選擇性，這是它的特性之一，其原因為具低密度與非極性之故。對氧的透過性為氮的4~6倍，故可用作富氧膜。

c、耐藥品性

TPX離型膜是聚烯的一種，因此有極優的耐藥品性，在高溫下也不受無機酸、無機鹼的侵害，並可耐多種有機溶劑，於高溫、高壓蒸氣中也不分解，保有相當機械強度。可使其劣化、膨潤的有機溶媒為苯、甲苯、環已酮等芳香族溶劑，及三氯乙烯、四氯化碳、氯仿等氯系溶劑。PC、PMMA、PSU等會因內部應力殘留而在MEK、MIBK龜裂，TPX離型膜則不會。

d、電氣特性

TPX離型膜作為電氣絕緣材料時，優點為耐熱性良好，並有高絕緣破壞電壓、低介電率及介電正接：缺點為低溫時伸長率不足，且耐銅害性劣（易被銅離子促進分解）。改良低溫特性的方法為與低分子量寡聚體混摻，添加銅害防止劑則可提高耐銅害性。TPX離型膜的介電損失是絕緣材料中最小的，約與PE、氟樹脂相同。在60~120℃所存在的介電損失峰值，可藉寡聚物的添加，或與其它樹脂、無機物的混摻而移位。

e、耐候性

TPX離型膜在分子構造上是具有三級碳原子，因此易受紫外線而劣化，但添加紫外線吸收劑即可改良耐後性,改良耐後的TPX仍具有透明性。

成型加工

TPX離型膜可用射出、押出及吹氣等方法成型，迴轉成型或粉體塗布則有困難。基本上，它是流動性良好的材料，可用與PE、PP相同的成型方法與設備來成型。由於是透明性材料，若有它種材料混入，會使透明性大幅下降。染色時可采乾式混摻法，但顏料須選用可耐成型加工溫度者。

1、射出成型法

a、成型機

TPX離型膜的射出成型可用具適當加熱容量及溫度控制機構的聚烯用成型機。成型溫度範圍廣，270-330℃間均可成型，內部變形小，為獲得良好製品物性，應采高溫成型，模溫則為20-80℃。TPX和PP一樣，均為熱分解型材料，在長時間加熱下會分解，因此成型機容量要適當，射出容量相對於製品重量過大時，反而無法獲得良好製品。TPX離型膜熔點粘度低，會從噴嘴前流出，故要用關閉式噴嘴，若是用平直噴嘴，則溫度要小心控制。

b、模具構造

模具的基本構造與PP大略相同，不同的地方如下：

表面研磨：TPX離型膜的流動性佳，為使製品具高透明性與高光澤性，鏡面的研磨是必要的。

脫模：TPX離型膜在較高溫度下會變柔軟，頂出鞘可能將製品頂破，宜並用頂出板與空氣頂出。

排氣：成型溫度高，易產生氣體，必須有充分排氣的構造。

收縮率：會依製品形狀、厚度成型條件不同而異，一般為1.5-2.5%。

c、成型條件

依成型條件之不同，TPX離型膜的收縮率與製品內部樹脂的配向程度也會改變，甚至影響製品的實用物性。成型收縮率依樹脂溫度、模溫、射出速度與時間不同而異，成型溫度愈高，收縮率愈小，流動方向與直角方向收縮率的差也減少，可獲得良好的製品。TPX離型膜的分子量很大，約40-120萬，但分子間力很弱，故易於流動，雖將溫度下降，只要施加足夠成型壓力，仍可成型，但因製品內部有樹脂的配向，所得製品較脆且易龜裂。TPX離型膜射出成型的重點為使製品內部的分子配向小，因此模具內樹脂的流速（射出速度）要慢，樹脂粘度要降低（高溫成型）。射出速度較慢者，適當條件範圍廣。

2、擠出成型

TPX離型膜的擠出製品如薄膜、塗布紙、管、圓棒等，在冷凍食品包裝、離型紙、烘烤瓦楞紙、環氧樹脂硬化用離型紙等方面均有套用。

PE或PP用的全螺紋式螺桿或三段式螺桿，均可用於TPX離型膜的押出成型，但以幾點是TPX離型膜與其它聚烯不同之點。

注意事項：

TPX離型膜的熔點為240℃，是聚烯中最高的，比熱也較大，因此在可塑化階段要供應大量的熱。（PP、HDPE、LDPE的熔點分別為160℃ 130℃及105℃）。

TPX離型膜的熔融粘度較PE或PP為低、溫度變化也較大。

比重只0.83，是熱可塑性塑膠中最小的。

基於以上因素，以一般的擠出機來抽出TPX離型膜時，擠出量較PE、PP為少，若提高螺桿轉速，又會使擠出波紋激增，不易安定生產。在此情形下，以適當的溫度模式，並預熱原料，以增強可塑化能力，才是提高押出量的方法。

經過擠出條件的改進，其擠出量最高可達PP的70-80% 一種新開發的擠出螺桿，可讓TPX離型膜高速且穩定地生產。此種螺桿可將固體與熔融體分離並可塑化。押出量可達與PE、PP相同的水準。

3、吹塑成型

TPX離型膜也可用一般的吹塑機來成型，但以下四點必須注意：

熔融粘度低，模胚的垂流大。

熔融粘度受溫度的影響大。

熔點高，易固化。

表面狀態對透明性的影響大。

以上問題須藉由材料選擇、模頭溫度控制、成型機加裝積料槽等方式來改良，以獲得良好製品。

TPX離型膜套用

TPX離型膜具有耐熱性、耐藥品性、耐油性、電氣特性、安全性、光學特性等優點，套用範圍很廣。主要用途包括：醫療、化妝品容器、理化實驗器具、微波用食器、電氣/電子零件、工業零件、薄膜、信息器材零件、樹脂改質劑、電氣絕緣材等，此外先進的光記憶體、光通訊器材、水處理裝置、空氣分離膜等套用亦在開發中。

1、醫療方面

醫療器材常用高壓蒸氣、γ射線、氧化乙烯等來滅菌，與PVC相比，TPX離型膜較不會吸附氧化乙烯，故無殘留氧化乙烯的毒性問題，是可耐高壓蒸氣滅菌的透明材料。經γ線照射後，仍可保有良好物性，但數個月後物性會急速下降。故可長期保存、使用的醫療用TPX離型膜仍待開發。

2、食品套用

TPX離型膜對食用油有很強抗性，在100℃以上的高溫，既不溶於油，也不會吸附油。另一方面，TPX對微波的透過性優，隨著微波食品的普及化，其在冷凍食品包裝材方面的套用亦增加。

3、電氣、電子零件

TPX離型膜的耐熱性、透明性、耐藥品性及加工流動性均優，且可耐潤滑油、焊接油及冷媒洗劑，故除電子零件外，在洗衣機蓋、電熨斗、咖啡壺等小家電方面亦有套用。

4、工業零件

TPX離型膜的表面張力小，僅次於氟樹脂，為離型性優的材料。耐熱性可達180℃，故在環氧樹脂硬化、FRP硬化及化妝板製造時，可取代氟化乙烯膜為離型材料。

5、電氣絕緣用

為提高高電力輸送的效率並減少送電損失，送電系統多采超高壓電系統，故所用材料必須介電率低，絕緣性高。在要求耐熱的場合，TPX離型膜已可取代杜邦公司的Tefcel，並用於油井電纜方面。

6、其它

光電套用：TPX離型膜為透明樹脂中吸水性最小的，且耐熱性優，比重小，可用作光學記錄材的基板。借著成型加工技術改良及二次加工，已可獲得復屈折小的TPX離型膜製品。

分離膜：TPX離型膜的透氧率為透氮率的4-6倍，故可作為空氣分離的富氧膜。此外亦可利用TPX離型膜的高透氣性，研究其在水處理裝置、人工腎臟透析方面的套用。

樹脂改性劑：氯化TPX離型膜可作為耐熱接著或耐熱性印墨、塗料的原料。此外它也可與PC、PA、PPS等耐熱性工程塑膠混摻，以改善耐藥品性、耐水性、流動性及離型性等。