增强流动PEI基础创新塑料(上海)2312-7301超高刚性
PEI 基础创新塑料(上海)2312-7301 产品技术手册
一、公司介绍——沙特基础工业公司(SABIC)及基础创新塑料沙特基础工业公司（SABIC）是的多元化化工企业，业务涵盖化学品、通用及高性能塑料、农业营养素和钢铁等领域。其旗下的基础创新塑料（SABIC Innovative Plastics）部门，前身为美国通用电气（GE）塑料集团，拥有悠久的工程热塑性材料研发历史，旗下 ULTEM™（PEI 聚醚酰亚胺）系列自 1982 年商业化以来，已成为航空航天、电子电气、汽车及医疗等高端领域广泛认可的高性能材料品牌。SABIC 在中国上海等地设有生产基地与客户服务中心，为亚太市场提供本地化供应与技术支持
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二、产品介绍——ULTEM™ 2312-7301ULTEM™ 2312-7301 是沙特基础工业公司（SABIC）ULTEM™ 系列中的一款注塑级、30% 磨碎玻璃纤维（Milled Glass Fiber）增强、增强流动（Enhanced Flow）聚醚酰亚胺（PEI）树脂。牌号后缀"7301"表示其为标准黑色（Black）定制色版本
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该牌号属于 ULTEM™ 2300 系列中的高刚性代表牌号，专为需要超高刚性、尺寸稳定性及优异电气绝缘性能的高温精密结构件而开发，尤其适合制造高压连接器、继电器骨架、线圈骨架等对强度与绝缘性要求并重的部件
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核心特征：
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30% 磨碎玻纤增强：提供极高的刚性（弯曲模量约 6550 MPa）和抗蠕变性，线性热膨胀系数低，尺寸稳定性优异
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增强流动性（Enhanced Flow）：在标准 30% 玻纤填充 PEI 基础上优化了流动性能，MFR 约 10 g/10min（337℃/6.6kg），适合 1.5–4mm 常规壁厚的精密注塑
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优异的长期耐热性：玻璃化转变温度（Tg）217℃，热变形温度（HDT, 1.8MPa）达 207–208℃，相对温度指数（RTI）达 170℃，可在 170–180℃ 环境下长期服役
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本征阻燃性：无需添加阻燃剂即可达到 UL94V-0（0.813mm）/ 5VA 等级，极限氧指数（LOI）47%，燃烧时低烟低毒，符合航空 FAR25.853 及汽车内饰防火要求
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优异的电气绝缘性：宽温宽频下介电性能稳定，CTI 达较高水平（典型值约 150V，PLC4），适合高压/高频电气件
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合规环保：符合 RoHS、REACH、ECO 等环保要求，无 PFAS
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三、产品性能3.1 优异的机械强度与尺寸稳定性30% 磨碎玻璃纤维的加入使材料获得极高的刚性和抗蠕变性。拉伸模量约 6000 MPa，拉伸强度（断裂）约 103 MPa，弯曲模量高达 6550 MPa，弯曲强度约 179 MPa。磨碎玻纤相比普通短切玻纤能更好地复制模具表面纹理，提供各向相对均衡的力学性能。成型收缩率低（流动方向 0.30–0.40%，横向 0.45–0.55%），线膨胀系数在 -20～150℃ 范围内流动方向仅约 2.3×10⁻⁵ /℃，横向约 2.7×10⁻⁵ /℃，与金属嵌件匹配性好，适合高精度公差要求的零件
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3.2 突出的耐热与热稳定性材料的玻璃化转变温度稳定在 217℃，在 1.8MPa 载荷下的热变形温度（HDT）达 207–208℃。长期连续使用温度（RTI）可达 170℃，短期可承受更高温度。这种优异的热稳定性确保了其在汽车引擎舱、高温老化测试（Burn-in）等极端工况下的可靠性
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3.3 本征阻燃与低烟无毒PEI 分子链含刚性酰亚胺环与苯环结构，本身难燃。ULTEM 2312 无需添加溴系或磷系阻燃剂即可达到 UL94V-0（0.813mm 厚度）及 5VA 等级，LOI 高达 47%，燃烧时发烟量极低、烟气毒性低，符合航空、轨道交通及高端电子对防火安全的严格要求
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3.4 良好的电气绝缘性能在宽频率和温度范围内保持稳定的介电性能——介电常数（1MHz）约 3.49，介电损耗极低。CTI（相比电痕化指数）典型值为 150V（PLC4），高电弧燃烧指数（HAI）PLC3，高电压电弧起痕速率（HVTR）PLC0，热丝引燃（HWI）PLC1，适合高压/高频电气绝缘应用
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3.5 耐化学与耐环境应力开裂性对脂肪烃、醇类、稀酸、弱碱及多数有机溶剂具有良好耐受性，在主链分子结构层面具有一定耐水解性，可承受一定高温高湿环境，但不耐强碱和某些极性溶剂（如部分酮类、氯代烃）
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四、产品物性表（典型值）性能类别 | 测试项目 | 测试标准 | 典型值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|
基本信息 | 牌号/厂商 | — | ULTEM™ 2312-7301 / SABIC | — |
增强材料 | — | 30% 磨碎玻璃纤维（Milled Glass） | — | |
颜色 | — | 黑色（7301） | — | |
密度 | ASTM D792 | 1.51 | g/cm³ | |
吸水率(24h, 23℃) | ASTM D570 | 0.18 | % | |
平衡吸水率(23℃) | ASTM D570 | 0.98 | % | |
流动性能 | 熔体质量流动速率(MFR) | ASTM D1238 (337℃/6.6kg) | 10 | g/10min |
机械性能 | 拉伸模量 | ASTM D638 | 6000 | MPa |
拉伸强度(断裂) | ASTM D638 | 103 | MPa | |
断裂伸长率 | ASTM D638 | 3.5 | % | |
弯曲模量(100mm 跨距) | ASTM D790 | 6550 | MPa | |
弯曲强度(断裂, 100mm 跨距) | ASTM D790 | 179 | MPa | |
悬臂梁缺口冲击强度(23℃) | ASTM D256 | 32 | J/m | |
悬臂梁无缺口冲击强度(23℃) | ASTM D256 | 310 | J/m | |
热性能 | 玻璃化转变温度(Tg) | — | 217 | ℃ |
热变形温度(HDT, 1.8MPa, 未退火) | ASTM D648 (6.4mm) | 207–208 | ℃ | |
线膨胀系数(-20～150℃, 流动) | ASTM E831 | 2.3×10⁻⁵ | 1/℃ | |
线膨胀系数(-20～150℃, 横向) | ASTM E831 | 2.7×10⁻⁵ | 1/℃ | |
相对温度指数(RTI Elec/Imp/Str) | UL 746 | 170 | ℃ | |
成型收缩率 | 流动方向(3.2mm) | SABIC 内部方法 | 0.30–0.40 | % |
横向(3.2mm) | SABIC 内部方法 | 0.45–0.55 | % | |
电性能 | 介电常数(1kHz) | ASTM D150 | 3.70 | — |
介电常数(1MHz) | ASTM D150 | 3.49 | — | |
相比电痕化指数(CTI) | UL 746 | 150 (PLC4) | V | |
高电弧燃烧指数(HAI) | UL 746 | PLC3 | — | |
高电压电弧起痕速率(HVTR) | UL 746 | PLC0 | — | |
热丝引燃(HWI) | UL 746 | PLC1 | — | |
阻燃 | UL94 等级 | 0.813mm 厚度 | V-0 | — |
UL94 等级 | 更厚截面 | 5VA | — | |
极限氧指数(LOI) | — | 47 | % |
注：以上为典型值，不同颜色批次可能存在正常公差范围内的波动，不可直接作为设计规格书。模具设计前建议进行试模验证收缩率
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五、产品用途ULTEM™ 2312-7301 凭借其高刚性、高尺寸稳定性、优异的电气绝缘性及耐热性，主要应用于以下领域：
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电子电气（核心应用）：高压连接器、继电器骨架、线圈骨架、端子台、开关外壳、传感器绝缘件、IC 底座、高温绝缘结构件
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汽车工业：发动机周边耐高温传感器外壳、车灯底座、BMS/ECU 外壳、高压电气组件、内饰阻燃结构件
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工业/家电：高温齿轮、轴承衬套、泵壳、阀门、精密支架、耐热结构件
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航空航天/轨道交通：飞机内饰阻燃件、低烟结构件、高温承重件、电气绝缘件
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六、注塑加工注意事项PEI 属于高温无定形工程塑料，2312-7301 含 30% 磨碎玻纤，对加工环境的湿度控制、温度精度及螺杆剪切有严格要求。不当操作易导致银纹、气泡、焦烧、玻纤外露、内应力开裂等缺陷。
6.1 原料干燥（至关重要）PEI 极易吸收微量水分，在高温下会引发水解导致强度骤降并产生银纹
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推荐干燥条件：必须使用除湿干燥机（露点 ≤ -40℃），设定温度 150℃ 干燥 4–6 小时，累计干燥可达 24 小时，确保原料含水率严格控制在 ≤0.02% 以下
。
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干燥后防护：干燥完成后需在料斗中保温（90–100℃），防止二次吸湿。开封后未用完的原料必须重新干燥
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6.2 注塑机与模具要求•
设备：选用往复式螺杆注塑机，料筒温控精度需达 ±2℃，高耐温 ≥ 400℃。注射量建议控制在机器能力的 40–60%，避免熔体在料筒内长时间滞留（建议 ≤ 10 分钟）
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螺杆：长径比（L/D）建议 20:1，压缩比 2.2:1，进料区短、压缩区长、计量区短，采用渐变锥度过渡。通用螺杆 L/D 16:1–24:1、压缩比 1.5:1–3.0:1 也可使用。不建议使用排气式料筒。止回阀推荐滑动逆止环类型
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模具：推荐使用油温或高压水温控制系统以维持模温。需在困气位置开设深度 0.025–0.076mm 的排气槽。模具型腔表面建议做硬化处理以提高耐磨性
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6.3 工艺温度设定（参考）区段 | 温度范围 |
|---|---|
料筒后段(进料) | 330–399 ℃ |
料筒中段(塑化) | 338–399 ℃ |
料筒前段(计量) | 343–399 ℃ |
喷嘴 | 343–399 ℃ |
熔体温度 | 349–399 ℃（推荐区间，高不超过 400℃） |
模具温度 | 135–165 ℃（高刚性玻纤增强牌号建议 140–165℃ 以降低内应力） |
具体温度根据制品壁厚微调，薄壁取上限，厚壁取下限避免焦烧
。
6.4 注射压力与速度•
注射压力通常 80–120 MPa (800–1200 bar)，保压压力为注射压力的 60%–80%，保压时间依壁厚调整（一般 5–20 秒）
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注射速度建议使用中高速（50%–80% 大速度），充分利用其流动性以保证充模完整并减少熔接痕，但需避免因过高剪切导致局部过热或飞边
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背压 0.3–0.7 MPa，螺杆转速 40–70 rpm，低剪切以防止玻纤过度断裂
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6.5 常见缺陷对策•
银纹/气泡 → 干燥不充分或料温过高，复查含水率与干燥工艺，适当降低料温
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充填不足/短射 → 提高模温、注射速度或料温，检查浇口尺寸是否足够。
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焦烧/黑点 → 料筒局部过热或熔体停留时间过长，降低料温或缩短周期，加强清料（换料或停机时建议使用 PEEK 清洗料筒）
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翘曲变形 → 模温不均或冷却不平衡，优化水道布局，提高模温（≥140℃）使冷却均匀。玻纤增强材料各向异性明显，需注意浇口位置设计以平衡取向应力
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玻纤外露/浮纤 → 提高模温（≥150℃）、提高注射速度、适当增加保压
。
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脱模困难 → 检查模具斜度是否足够（≥1°），适当降低保压时间与压力。
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熔接痕明显 → 熔体温度偏低或模温过低，适当提高料温与模温，或在困气位加排气
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6.6 停机与清料停机超过 10 分钟应彻底清料，防止物料在料筒内长时间受热降解。推荐使用 PEEK 等高耐温工程塑料进行清洗过渡
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6.7 安全与环保•
加工区需保持良好通风，当熔体温度超过 380℃ 时可能产生刺激性气体，操作人员应佩戴防护眼镜与耐高温手套
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PEI 边角料可回收再加工，但须与新料按比例掺混（一般回料比例 ≤ 20–30%），且不可混入其他塑料造成污染。废料应交由专业回收机构处理
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6.8 退火处理（后处理建议）对于高精度或需在高温环境下服役的制件，建议进行退火处理以消除内应力：在高于使用温度 10–20℃（但低于热变形温度 20–30℃）的条件下，即 180–200℃ 烘烤 2–4 小时，随炉缓慢冷却至室温。这一步能显著提高制品的尺寸稳定性和抗应力开裂能力
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