工程塑料選用的重要性能及測試-wenkub
2023-04-09 00:57:44 本頁面
【正文】 工程塑料使用溫度相對高，電子制品和部件小型化、輕量化，用RTI來衡量是否可用顯得尤為重要，在后面討論。這些規(guī)定就是要求產(chǎn)品制造廠要說明產(chǎn)品的組成，通常是整個制品是否符合UL的最終產(chǎn)品標準。每年評價110萬件以上制品，認證新制品170億件左右。有許多組織機構(gòu)按照防火和電氣試驗標準認證材料，這些組織被視為是中介性的，其中包括：總部設在美國、可能是世界上最大的保險商試驗室（Underwriters Laboratories Inc.,縮寫UL）、加拿大標準協(xié)會（CSA）、英國標準協(xié)會（BSI）、德國電子聯(lián)合會（VDE）、法國標準化協(xié)會（AFNOK）等。表1 通用塑料和工程塑料基礎性能比較通用塑料通用工程塑料特種工程塑料PSPPPCPOMPESPEEK結(jié)晶性非結(jié)晶型結(jié)晶型非結(jié)晶型結(jié)晶型非結(jié)晶型結(jié)晶型透光率，%91半透明88半透明～不透明透明不透明密度 g/cm3拉伸強度 MPa463850758694彎曲彈性模量 MPa310015002500370027003700Izod沖擊強度 J/m（缺口）1731900808685熱變形溫度 ℃（）88113140170210300熔點，℃－175－178－334耐溶劑性*○○△○*：○：優(yōu)秀，△：良好，：一般工程塑料具有優(yōu)于通用塑料的平衡的拉伸強度、彎曲彈性模量和耐熱性，表2列出不同工程塑料性能的比較，作為開發(fā)市場和應用參考。電性能包括：表面電阻系數(shù)、體積電阻系數(shù)、擊穿強度、相對介電系數(shù)、介質(zhì)損耗角正切、漏電起痕指數(shù)、灼熱電阻絲引燃性。1． 1工程塑料性能工程塑料性能包括物理性能、機械性能、熱性能、電性能、化學性能。而產(chǎn)量少、價格昂貴、可做結(jié)構(gòu)材料或特殊用途、性能更優(yōu)異的品種稱為“特種工程塑料”，也叫超級工程塑料，高性能工程塑料。工程塑料選用的重要性能及測試1969年美國化學業(yè)務開發(fā)公司，曾給工程塑料下了一個定義：“工程塑料是指具有長期作為結(jié)構(gòu)材料并在較寬溫度范圍內(nèi)，在機械應力和較為苛刻的化學物理環(huán)境中使用的塑料”。如聚苯硫醚、聚砜、聚酰胺酰亞胺、聚酰亞胺、聚芳酯、液晶聚合物、聚醚醚酮等，主要用于宇航、航空、國防和尖端工業(yè)。物理性能包括：密度、透氣性、透濕性、透水性、透明性、吸水性、折射率、透光率?；瘜W性能包括：耐化學藥品性、耐老化性、耐候性、耐輻照性。無增強材料時，mPPO密度最小，PBT、POM密度大，POM彎曲彈性模量最高，而PA最?。ㄓ捎谖鼭瘢琍C的Izod沖擊強度最高。UL是世界上最大的一家獨立的安全測試組織，制定的測試試驗被用于防火和電氣安全認證的各種方法。UL對樹脂進行評估和認證的目的是為了給產(chǎn)品的潛在用戶提供一些參考性數(shù)據(jù)。UL有數(shù)百項標準，其中四項標準特別涉及塑料的參考試驗，并可反映材料分級的特性，評估塑料的四項標準為：UL94－塑料燃燒試驗；UL746A－聚合物短期性能評估；UL746B－聚合物長期性能評估；UL746C－用于電子設備的聚合物評價。塑料的HDT與能連續(xù)使用溫度見圖1：圖1 塑料熱變形溫度和能連續(xù)使用溫度由圖1可見，一般熱變形溫度越高，能連續(xù)使用溫度越高，但也有例外，PTFE的HDT不高，但能連續(xù)使用溫度高。PLCs有效地將材料用數(shù)據(jù)依據(jù)其性能進行歸類分級，有助于最終用戶和安全工程師選材時作為參考。用戶更關(guān)心和實際意義更大的是長期性能評價，也有人稱長期耐用性或耐熱老化性，或稱工作（服務）溫度，UL746B就是考察一些關(guān)鍵或主要性能隨時間和不斷升高的溫度而產(chǎn)生的變化，即測試材料在規(guī)定溫度下的熱老化，測試隨不同溫度下老化時間后的性能，包括沖擊強度、拉伸強度、電性能、燃燒性、尺寸變化率，一般做拉伸強度、沖擊強度、電絕緣性三項。2000年新推出“定時間法”，優(yōu)點可以縮短試驗時間，在5000h內(nèi)結(jié)束試驗，定時間法固定4個時間：552h（23天）、1008h（6周）、2016h（12周）和5040h（30周），分別得到2個性能保持率50％以上的溫度和2個保持率50％以下的溫度，計算出保持50％的溫度，因而得出4個溫度，據(jù)此作保持性能50％的溫度和時間關(guān)系圖，作線并外推至40，000h溫度。圖2 時間和溫度關(guān)系圖通過對塑料性能隨時間而發(fā)生變化的評價，可以大致上確定塑料的實用溫度上限，為材料對溫度耐久性的評定方法，應指出的是這種方法只測定熱老化，并未考慮蠕變，作為對長時間受溫度和負荷的用途的評定還是不夠的。UL94燃燒測試標準根據(jù)材料在火焰點燃時，著火趨向以及火焰移去后繼續(xù)燃燒的特性對材料進行分級，按UL標準進行測試結(jié)果能比較不同材料的相關(guān)燃燒特性或者驗證某一給定材料的燃燒性能變化。表3 燃燒測試方法分類測試方法燃燒性等級ASTMISOIEC水平燃燒HBD6351210707垂直燃燒V－0,V－1,V－2D380112017075英寸火焰5VA，5VBD5048103512．4．1水平燃燒試驗和垂直燃燒試驗水平燃燒試驗和垂直燃燒時試驗是最具代表性、歷史最悠久、應用最廣泛的燃燒性測試方法，均為塑料表面火焰?zhèn)鞑ピ囼灧椒?。IEC 707 測定固體電子絕緣材料暴露于燃燒源時可燃性試驗方法。垂直燃燒速率反映了燃燒時材料的自熄效率、熔融滴落情況和發(fā)光情況，垂直燃燒分級要求見表4。每種厚度樣品總數(shù)為10個（2組），5個樣品在23℃，50％RH狀態(tài)調(diào)節(jié)48h，另5個樣品在70℃下狀態(tài)調(diào)節(jié)7天（168h）后測試。一種材料的條狀
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