短期的変形

引張試験

スミカエクセルPESの引張試験における応力－ひずみ曲線（以下S-S曲線）を示します。応力があるレベルに達するまではひずみと応力が比例関係にあります。PESの強度設計を行う上では、応力とひずみが比例関係にならない部分がある点について考慮する必要があります。

曲げ弾性率の温度依存性

熱変形温度は200～220℃であり、連続使用温度はUL温度インデックスで180～190℃に認定されています。
弾性率は-100～200℃までの温度領域ではほとんど変化しません。特に100℃以上では、あらゆる熱可塑性樹脂で最高レベルです。

図3-2-3 曲げ弾性率の温度依存性

衝撃強度

ウエルド強度

射出成形をする場合、ウエルド部（樹脂の合流点）は非ウエルド部より強度が低くなります。ガラス繊維強化グレードのウエルド部の強度はガラス繊維の含有量に応じて低下します。図3-2-7には非ウエルド部強度とウエルド部強度の比較を、表3-2-1にスミカエクセルPESのウエルド部の引張強度を示します。
スミカエクセルPESは他樹脂と比較して、ウエルド強度が非常に高いことがわかります。特に非強化グレードはウエルド部の強化低下がほとんどなく、非ウエルド部と同等の強度を有しています。

ウエルド引張強度

ウエルド曲げ強度

図3-2-8 ウエルド評価用成形品形状

表3-2-2 ウエルド部と非ウエルド部の曲げ強度とアイゾット衝撃強度

薄肉成形品のウエルド強度

図3-2-9 成形品肉厚とウエルド部の引張強度との関係

ウエルド強度の改善

ウエルドによる強度低下が実用上問題になる場合には、以下の方法により改善が図られる可能性があります。

• アニールによる改善
  ガラス繊維強化グレードのウエルド部の強度は、150～180℃のアニール処理により15～20％向上します。
  適切なアニール条件は0.5～1.5mmの肉厚の場合150℃×20分、2mmの肉厚の場合180℃×180分です。

表3-2-3 アニールによるウエルド部の引張強度の改善

• 金型温度による改善
  ウエルド強度は成形時の金型温度が高い方が高くなりますので、金型温度を160～180℃と高くして検討してください。

長期的変形

クリープ

実用部品の強度計算に当たって、標準テスト（例えばASTM）による強度・弾性率のみを使用することは避けなければなりません。最適デザインを決定するにあたっては、クリープ特性と温度による特性変化を基に、使用条件下での成形品の寸法変化および強度変化を考慮する必要があります。図3-2-10に、非強化グレード4800Gの20℃および150℃における引張クリープ特性を示します。図から明らかなようにスミカエクセルPESは耐クリープ性に優れています。非強化グレードでは20℃で20MPaの負荷で3年後のクリープ変形がわすか1％であり、150℃では10MPaの負荷でも3年後のクリープ変形が1％にすぎません。図3-2-11にガラス繊維強化グレード（3601GL30、4101GL30）の150℃における曲げクリープ特性を示します。結晶性のPPS（ガラス繊維40％強化グレード）に比べ、スミカエクセルPESは優れたクリープ特性を有していることがわかります。

疲労特性

長時間変動する荷重下にある材料は疲労破壊を起こします。引張疲労試験による応力ー寿命曲線を示します。
温度23±1℃、湿度60±5％RHの条件において、30MPaの繰り返し荷重でも1.0×10⁷回程度まで疲労破壊しません。

※右矢印（→）付きのシンボルは、その繰り返し回数において試験片が破断していないことを示す。