注塑級COC日本JSR流控芯片應(yīng)用

注塑級COC日本JSR ARTON? D4531F 產(chǎn)品綜合手冊

一、公司介紹：日本JSR株式會社（JSR Corporation）

日本JSR株式會社成立于1957年，總部位于東京，初由日本合成橡膠國家項目衍生而來，現(xiàn)已成為的高功能材料企業(yè)，在合成橡膠、光刻膠、顯示材料、生命科學(xué)材料以及環(huán)烯烴共聚物（COC）等領(lǐng)域擁有深厚技術(shù)積累。其旗下ARTON? 系列COC（Cyclic OlefinCopolymer，環(huán)烯烴共聚物）是基于茂金屬催化劑聚合的非晶型高性能透明樹脂，憑借高透明、低雙折射、低吸水、高耐熱、低介電等綜合優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于光學(xué)、醫(yī)療、包裝、電子半導(dǎo)體等高端場景。

JSR在COC領(lǐng)域產(chǎn)能約1000–3000噸/年，雖規(guī)模不及TOPAS，但在光學(xué)級與醫(yī)用級細(xì)分市場以高折射率版本（如LX3000系列）和穩(wěn)定批次管控著稱。ARTON?D4531F是D系列中面向注塑+薄壁擠出平衡設(shè)計的代表牌號，兼顧流動性與剛性，是日本本土多家光學(xué)模組與醫(yī)藥包裝企業(yè)的定點材料。

二、產(chǎn)品介紹

ARTON? D4531F為日本JSR開發(fā)的注塑級環(huán)烯烴共聚物，顆粒本色透明，標(biāo)準(zhǔn)包裝25kg/袋。該牌號以D4540為基體優(yōu)化分子鏈分布，在保持Tg約130℃的將熔體流動速率大幅提升，專為薄壁精密注塑、微流控芯片、光學(xué)鏡頭圈、導(dǎo)光板鑲件、醫(yī)藥硬片及診斷耗材開發(fā)。

其分子主鏈含剛性降冰片烯環(huán)與乙烯鏈段，無苯環(huán)、無鹵素、無BPA，飽和吸水率極低（≈0.2%），成型后尺寸穩(wěn)定，不需復(fù)雜調(diào)濕；極性側(cè)基改性使表面易鍍膜、易粘接、AR鍍膜良率高，是玻璃與PMMA/PC在高端透明件上的重要替代方案。

三、產(chǎn)品核心性能

1. 
   

   光學(xué)性能：透光率約93%，霧度≤0.6%，折射率1.515，阿貝數(shù)57，面內(nèi)雙折射＜20nm，優(yōu)于PC與PMMA，適合成像鏡頭與導(dǎo)光件。

   
   

2. 
   

   高流動薄壁成型：MFR（260℃/2.16kg）約75g/10min（部分渠道標(biāo)28，依測試條件不同），遠高于F4520（14），可填充0.15–0.3mm薄壁腔體，轉(zhuǎn)寫性。

   
   

3. 
   

   低吸水尺寸穩(wěn)：飽和吸水率約0.2%，成型收縮率0.5–0.7%，注塑后不因環(huán)境濕度漂移，光學(xué)焦距穩(wěn)定。

   
   

4. 
   

   耐熱與剛性平衡：Tg≈130℃，HDT（0.45MPa）約125℃，長期使用上限約120℃；彎曲模量高于PMMA，拉伸強度優(yōu)于普通透明料。

   
   

5. 
   

   化學(xué)與生物兼容：耐酸、堿、極性溶劑、醇類；通過FDA食品接觸與部分醫(yī)療合規(guī)，支持EO/伽馬滅菌，不適用于121℃高壓蒸汽反復(fù)蒸煮。

   
   

6. 
   

   電學(xué)性能優(yōu)異：介電常數(shù)低、介電損耗極小，適合高頻高速連接器、毫米波天線窗、半導(dǎo)體載具。

   
   

7. 
   

   環(huán)保與安全：燃燒僅生成CO?+H?O，無鹵無磷，UL94可達V-2（依厚度），可回收共混PE體系。

   
   

四、產(chǎn)品用途

五、產(chǎn)品物性表（方格表格）

物性項目

測試條件/方法

ARTON D4531F 典型值

單位

密度

ASTM D792

1.08

g/cm3

飽和吸水率

23℃/24h

0.2

%

熔融流動速率MFR

260℃/2.16kg, ASTM D1238

75（渠道值28依條件）

g/10min

透光率

ASTM D1003

93

%

霧度 Haze

ASTM D1003

0.6

%

折射率 n

鈉D線

1.515

–

阿貝數(shù)

–

57

–

雙折射

面內(nèi)

<20

nm

玻璃化溫度 Tg

DSC

130

℃

熱變形溫度 HDT

0.45MPa

125（約）

℃

成型收縮率

流動方向

0.5–0.7

%

拉伸強度

ASTM D638

47（參考同系）

MPa

彎曲模量

ASTM D790

3200（參考同系）

MPa

懸臂梁缺口沖擊

ASTM D256

88–145*

J/m

介電常數(shù)

1MHz

2.3–2.5（參考COC族）

–

阻燃等級

UL94（1.6mm參考）

V-2

–

外觀

–

透明顆粒

–

包裝規(guī)格

–

25

kg/袋

注：不同代理庫懸臂梁沖擊摘錄值88/99/123/145 J/m為數(shù)據(jù)庫未標(biāo)溫度之殘留項，僅作存在性參考，正式選型以JSRTDS為準(zhǔn)。

六、注塑與加工注意事項

1. 
   

   干燥：COC雖低吸水，但D4531F建議成型前80–100℃熱風(fēng)干燥3–4h（或75℃/3h），露點-40℃以下，防止微量水解導(dǎo)致銀絲與透光下降。

   
   

2. 
   

   料筒溫度：注塑段260–285℃，噴嘴不超過290℃；長時間停機（>30min）需降溫至200℃以下或清空螺桿，避免熱滯留黃變。

   
   

3. 
   

   模具溫度：薄壁光學(xué)件 80–95℃，一般工業(yè)件60–80℃；模溫高可降低內(nèi)應(yīng)力、減少雙折射，但周期延長。

   
   

4. 
   

   螺桿與流道：推薦標(biāo)準(zhǔn)三段螺桿，壓縮比2.0–2.5，勿用再生料超過20%；流道宜短粗，澆口用針點/潛伏式，避免噴射紋。

   
   

5. 
   

   退火與應(yīng)力：厚壁件可80℃/1h退火消除內(nèi)應(yīng)力；若出現(xiàn)環(huán)狀應(yīng)力紋，優(yōu)先查干燥與模溫而非材料本身。

   
   

6. 
   

   二次加工：表面易鍍SiO?/ITO、易UV固化硬涂層；但不耐強氧化性酸、芳香烴、氯代烴浸泡，裝配避免接觸、二氯甲烷。

   
   

7. 
   

   滅菌限制：支持EO、伽馬射線；不建議121℃飽和蒸汽反復(fù)滅菌，否則老化發(fā)霧；醫(yī)療注冊需以終端滅菌驗證報告為準(zhǔn)。

   
   

8. 
   

   存儲：原包密封存于陰涼（<40℃）、濕度<60%庫房，避陽光直射，拆包后盡快用完或熱封回潮。

   
   

9. 
   

   安全：加工煙氣低毒，仍須局部排風(fēng)；廢棄料可按聚烯烴類回收，焚燒無二噁英風(fēng)險。

   
   

七、選型小結(jié)

JSR ARTON? D4531F 的核心價值在于“光學(xué)級透明 + 薄壁高流動 + 醫(yī)用合規(guī) +低介電”四位一體。相比TOPAS5013類更偏薄膜的牌號，D4531F在注塑轉(zhuǎn)寫與剛性間取得更好平衡；相比PMMA它不吸水不變焦，相比PC它無雙折射且無鹵素。對于0.2mm級微流控、車載小鏡頭圈、PCR耗材等場景，是性價比極高的進口COC注塑方案。