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  • 塑料原料常用参数怎么看?(以连接器为例)

    2017-07-21 09:50:28 admin 66

    连接器用工程塑料要求﹕ 韧性﹐强度﹐刚性﹐尺寸稳定性﹐高阻抗﹐化学抗腐蚀力﹐耐热性﹐ 高流动性﹐阻燃性……

    工程塑料的特性由各种性能参数体现出来

    每一种性能参数的获得需要相关的测试方法和标准,本文为大家介绍塑料原料的各项性能参数汇总。

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    一、基本物性


    1.比重

    定义:比重(specific gravity) 物质于23℃时在空气中单位体积的质量;与在相同温度下同体积的蒸馏水(不含气泡)的质量之比值。

    测试标准﹕ASTM-D792

    测试原料﹕阿基米得(浮力)原理

    浮力=排开同体积之液体重

             =空气中的重-液体中的重

    比重=空气中的重/同体积之水重

    测试比重之目的:

    1)了解塑料结晶度。

    2)推测塑料热处理的历史。

    3)试片内是否含有孔洞(porosity)。

    4)塑料之组成(树脂及填充料之种类及比例)。

    造成试片比重改变的原因包括:

    1)结晶程度的改变。

    2)可塑剂(plasticizer)的漏失。

    3)吸收溶剂。

    4)其他原因。


    2.灰份

    定义﹕灰份(ash)塑料在800C高温下完全燃烧后所剩下的填充物的含量。

    测试方法﹕800C 灼烧4小时﹔TGA测试

    原理

      工程塑料内之基本成分包括:

    1)基材:树脂本身

    2)物性补强填充物:玻璃纤维、碳纤维、矿物质等。

    3)界面活性剂:表面处理改质剂。

    4)难燃剂:卤素及非卤素(磷酸脂)防火剂。

    树脂及其它添加剂在800C高温会分解并燃烧掉﹐而填充物为非金属冠亚br88网页版﹐在此温度不会分解﹐从而保留下来。


    3.熔融流动指数

    定义

      melt flow index(MI)  单位﹕g/10min

      melt volume index (MVI)  单位﹕cm3/10min

    测试标准﹕ASTMD1238

    目的﹕测试熔融塑料冠亚br88网页版在不同的温度及荷重之下的挤出速率(流动性),提供成型现场射出条件设定参考。

    通常只适用与非增强冠亚br88网页版。


    二、机械性质
    1.抗张强度及伸长率

    意义﹕表现冠亚br88网页版在受到拉伸作用时的力学状态

    测试标准﹕ASTMD638

    抗张强度(tensilestress)

    1)冠亚br88网页版抵抗拉伸的能力。Force/area

    2)降伏强度:在降伏点时的相对应力,称为降伏强度。

    3)断裂强度:试片断裂时所承受之最大应力。

    降伏点(yieldpoint)

    当应变增加时,而应力没有增加的临界点,且将外力除去后,试片并不会恢复原状。

    伸长率(elongation)

    1)降伏伸长率:试片从受力开始至降伏点为止的应变

    2)断裂伸长率:试片从受力开始至断裂为止的总应变

    弹性模数(elasticitymodulus)

    应力—应变曲线之起始线性部分,合乎虎克(Hook’s)定律的部分,此区域的斜率即称为弹性模数。

    韧性(toughness)

    应力—应变曲线下的面积,为单位体积物质在断裂时所需要能量。

    各种类型的拉伸曲线

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    2.抗折强度和抗折模量

    意义﹕表现冠亚br88网页版在受到弯曲作用时的力学状态

    测试标准﹕ASTMD790

    抗折强度(flexuralstrength)当试片被弯曲至破裂时之最大应力值。

    抗折模数(flexural modulus):应力与应变的相对应比值,亦可称为弹性模数。

    此参数可以表现冠亚br88网页版的刚性和硬度。


    3.耐冲击强度

    定义﹕冠亚br88网页版受到极大应力作用且作用时间极短, 而冠亚br88网页版对此作用力的承受程度,称为耐冲击强度。

    表示式为﹕每单位厚度试片断裂所需要的能量﹐

    单位为 ﹕㎏-㎝/㎝

    一般摆锤式耐冲击试验,依试片摆放方式不同可分为:

    Izod:试片垂直摆放。

    Charpy:试片水平摆放。

    切口之目的:使应力集中,增加实验结果的准确性。


    三、热性质
    1.热分析DSC & TGA

    热示差扫描热卡计(DSC)DifferentialScanning Calorimeter(DSC)

    原理﹕以规定的升温速度对试样和参照物同时加热﹐由于试样融化或结晶是吸热或放热的过程﹐而参照物对热不敏感。因此在试样熔化或结晶时﹐其与参照物的热量差被仪器记载下来﹐从而曲线上会有明显的峰。

    通过DSC可以测出以下参数﹕

    玻璃转移点(glasstransition temperatureTg)

    晶熔融温度(melttemperatureTm)

    再结晶温度(re-crystallizedtemperatureTc)

    熔融热(enthalpyof melt)

    结晶焓(enthalpyof crystallization)

    热失重分析TGA   Thermal Gravity Analyzer(TGA)

    试样先在氮气气氛中加热至600C﹐发生裂解﹔再于空气气氛中加热至800C﹐将裂解残留的碳燃烧干净。在此过程中仪器记录试样的重量变化﹐从而得到热失重曲线。

    从TGA测试可以得到

    1)冠亚br88网页版的热稳定性

    2)热裂解分析(热裂解温度;Td)

    3)添加剂,水气及挥发性物质含量分析

    4)复合冠亚br88网页版组成分析(玻纤含量)


    2.热变形温度HDT

    定义:热变形温度HDT

    将试片浸渍于热介质中,施予应力于试片棒中心,等速升温,当试片中心点产生0.25mm变形量时,记录其温度,即为热变形温度。

    施力大小一般分为0.455MPa及1.820MPa两种型式

    主要量测之参数:温度﹐变形量

    应用及目的

    1)了解高温工程塑料冠亚br88网页版对SMT制程的承受能力。

    2)了解塑料冠亚br88网页版在长期高温使用环境下的承受能力。

     (例如:计算机机壳面板的软化点)


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    四、电性能
    1.电阻

    电阻﹕电流流通的难易程度

    表面电阻(surfaceresistance)电压与由冠亚br88网页版表面的湿气或其他导电性杂质所引起的电流之间的比值,与冠亚br88网页版的性质及表面干净度有关。

    体积阻抗(volumeresistance)电压与通过冠亚br88网页版内部的电流间的比值。

    体积阻抗系数大者,绝缘性较佳。一般108Ω–㎝以上视为绝缘冠亚br88网页版。较高的温度和湿度,会使冠亚br88网页版的绝缘阻抗变低。


    2.介电常数

    介电容量:将绝缘器放置在两个导电金属板间储存电荷,单位电压所储存的电量称为介电容量。

    介电常数:绝缘冠亚br88网页版的介电容量与真空或空气的介电容量之比值;亦即绝缘器储存电量的能力。

    介电常数受频率、电压、温度、湿度等的影响。一般而言,介电常数愈小,则绝缘性愈好。


    3.介电强度

    介电崩溃电压(dielectricbreakdown voltage):绝缘冠亚br88网页版在失去其绝缘性前,所能忍受之最大电压。

    介电强度﹕介电崩溃电压除以冠亚br88网页版厚度之比值。

    测试方法:依施加电压方式之不同分为

    1)短时间测试法

    2)阶梯测试法

    3)慢速率上升测试


    4.耗散因子

    电力损失指出了绝缘器的效率,耗散因子就是绝缘冠亚br88网页版这种效率指示的量测。能指出绝缘冠亚br88网页版能量的损失量(即由电能转换成热能的比例),比例愈低则介电性愈佳。

    耗散因子小﹐表明冠亚br88网页版在高频环境下的电性能好。


    5.电弧阻抗

    电弧阻抗﹕冠亚br88网页版抵抗高伏特电弧作用的能力,以产生电导性所需的时间来定义。

    电弧崩溃:绝缘体表面碳化,产生裂缝发生局部白热现象,或产生燃烧,使得绝缘性被破坏。

    测试方法

    电压12,500V电流10mA,在特定时间及速度下,增加电弧电流,直至电弧崩溃,试料绝缘性被破坏,电弧消失为止所需之时间,定义为电弧阻抗。

    电弧阻抗与聚合物种类有关,因应用在高电压、长时间,一般CONNECTOR 较少遇到此类应用,而较少考虑此性质。


    五、燃烧性能
    1.UL安规

    塑料冠亚br88网页版应用在电子/电机结构零件或家用电器上须经UL单位机构(Underwriters Laboratories Inc.保险商实验室)严格的检验认证,主要为降低电气性质或燃烧伤害的可能性。

    除产品功能段外,塑料原料也必须符合UL的要求,凡经由UL单位认可之塑料材质特性将列入报告“Recognized Component”,同时对此塑料材质发予认证书,由于证书是黄颜色的﹐所以俗称“Yellow Card”。


    评估冠亚br88网页版所使用的UL标准

    RTI(Relative Temperature Index)

    评估绝缘塑材,在长期(一般测试60,000小时)使用下,仍能保持50%机械物理及电器特性之温度指针。

    HWI (HotWire Ignition)

    将塑料样品,以电阻线缠绕,藉由电热能量的加热,塑料样品转为发热变红而起火燃烧,或未产生火焰但样品焚化时,其所需之平均时间,可依其时间长短分类

    HAI (HighAmp Arc Ignition)

    塑料绝缘材在偶尔不正常操作下,暴露于电弧中,若此电弧强度过高,可能引起火花,计算会引起燃烧的电弧产生次数

    * HVTR(High Voltage Tracking Rate)

      目的为测试塑料表面在遭受高电压低电流环境下,产生磁化轨迹或可识见碳化通路之速率(UL可容许最大电路轨迹为25mm/min)。

    * CTI(Comparative Tracking Index)

      电路设备有可能在高电压状况,塑料绝缘体暴露于污染环境,或是表面受到污染,而引起电路导通,造成设备当机,此测试为加速仿真污染环境下电路失败的条件


    2.氧气指数

    *试片大小

      长70~150mm 宽6.5~0.5mm 厚3.0~0.5mm

    *测试方法

      以点火器点燃试片顶端,当试片上端全部着火时,移去点火器,调整燃烧时间为3min或燃烧长度50mm时之氧气浓度。

    *氧气指数计算:

       OI %= O2/( O2 +N2)*100%

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