16.0 絕緣體(Insulation)
16.1 目的:為導(dǎo)體絕緣。
16.2 常用材料一覽表,如下:
種類主要用途 代表性產(chǎn)品特性PVC 一般60℃PVC TF……等廣泛用于絕緣體,耐臭氧、耐油、耐藥性優(yōu)良,硬度、耐寒性可調(diào)整配合,介電常數(shù),散逸因素……等(常數(shù))大架橋(照射,化學(xué)架橋)增加耐熱性,改變機(jī)械強(qiáng)度,耐有機(jī)溶劑性,焊接性SR-PVC( 半硬質(zhì)PVC)有比較良好焊接性架橋有照射、化學(xué)、溫水、空氣架橋,以電子照射(X-ray)效果最好 耐熱PVC75℃,80℃,90℃,105℃ UL1007,1015,SVT……等;
SR-PVC 80℃,90℃,105℃ UL1061……等
架橋PVC 125℃ UL1429,1430……等
PE 75℃,80℃同軸線,PE分為中高低密度PE、架橋、發(fā)泡PE。一般電氣特性良好(如介電常數(shù)……等)機(jī)械性、耐藥性、耐溶劑性良好,對(duì)直射日光、紫外線性不良,及有熱變形缺點(diǎn),廣泛用于高壓線(絕緣性良好),通信用線,發(fā)泡目的在改變介質(zhì)常數(shù)進(jìn)而改善衰減等電氣特性
架橋PE 90℃
發(fā)泡PE 80℃ UL1354同軸線等
氟塑料 PTFE 260℃耐溫度性(-70~+260℃)有良好的電氣特性(比PE好),電氣特性、不燃性、耐藥品性良好,可用于薄皮膜押出,高價(jià)、高品位電線,價(jià)格高,專用押出機(jī),比重高,硬、耐屈曲性不良
PFA 250℃
EFP 200℃ UL1330,1332……等
ETFE 150℃ UL1829,1828……等
PVDF
PP(或發(fā)泡PP)80℃介電常數(shù)小,亦有發(fā)泡PP常用于傳輸信號(hào)線等;Elastomer彈性體 Polyester系聚脂系列耐屈曲疲勞性良好、彈性佳,用于曲線絕緣或機(jī)械人線纜外被,硬度等級(jí)低時(shí)(軟)體積抵抗低絕緣性不良,押出時(shí)必須先干燥;Polyolefines聚烯烴類,比重0.9以下,電氣特性良好,有適度的彈性及耐燃性,常用于橡膠絕緣類之機(jī)械人用線之絕緣材料;天然橡膠(NR)天然橡膠絕緣線60℃,電氣、機(jī)械、低溫柔軟性良好、耐熱性、耐油性差,可燃的Silicone橡膠耐溫度環(huán)境性,耐候性,電氣特性良好,機(jī)械特性耐磨性差.
備 注 絕緣材料使用按場(chǎng)合應(yīng)選擇,最低體積抵抗在1015Ω以上
18.0 塑料的基本性質(zhì)
18.1 塑料的物理性質(zhì)
18.1.1 比重(density)
比重是指物質(zhì)密度與水密度的比值,所謂密度是指單位體積的重量。比重的測(cè)定可依ASTM D792水中置換法得。
18.1.2 吸水率
吸水率是測(cè)定塑料吸水份的程度,測(cè)法是先將樣品烘干后稱重,浸入水中24或48小時(shí)后,取出再稱重,計(jì)算重量增加的百分比,即為吸水率,一般吸水性太大之塑料材料,易影響機(jī)械強(qiáng)度與尺寸穩(wěn)定性,如Nylon或PET即是典型之例子。
18.1.3 透氣率(Permeability)
透氣率是測(cè)定塑料膜或塑料板氣體穿透難易的程度,可依ASTM D1434的方法測(cè)定得。此在包裝用途上是一項(xiàng)重要之物性指針。
18.2 塑料的機(jī)械性質(zhì)
18.2.1 抗張強(qiáng)度及伸長(zhǎng)率(Tensile strength; Elongation)
抗張強(qiáng)度(又稱抗拉強(qiáng)度)是指將塑料材料拉伸到某一程度(如降伏或斷裂點(diǎn))所需力的大小,通常以每單位面積多少力來(lái)表示,而其拉伸的長(zhǎng)度百分比即為伸長(zhǎng)率。此項(xiàng)測(cè)定可依 ASTM D638之方法測(cè)試之。
18.2.2 彎曲強(qiáng)度(Yield Strength)
彎曲強(qiáng)度又稱折曲強(qiáng)度,主要為測(cè)試塑料抗彎曲的能力,可依ASTM D790的方法測(cè)得,而常以每單位面積多少力來(lái)表示,如kg/cm2。其測(cè)法如下圖所示,將一ASTM標(biāo)準(zhǔn)試片,兩端支撐起來(lái),中間逐漸增加外力,可測(cè)得其最大承受之彎曲強(qiáng)度。
18.2.3 彎曲彈性率
將塑試片彎曲時(shí)(測(cè)法如彎曲強(qiáng)度),在其彈性范圍內(nèi),單位變形量所產(chǎn)生之彎曲應(yīng)力稱為試片之彎曲彈性率, 一般彈性率越大,表示該塑料材料之剛性越好。
18.2.4 沖擊強(qiáng)度(Impact Strength)沖擊強(qiáng)度是指塑料受外力沖擊時(shí),所能承受的最大能量。ASTM D256中是lzod及Charrpy沖擊強(qiáng)度測(cè)試法為常見(jiàn)之測(cè)試方法,其中又以lzod最為普遍,其測(cè)試方法如下圖所示:
18.2.5 硬度(Hardness)
一般塑料的硬度最常用ROCKWELL(洛式硬度)及SHORE(蕭式硬度)兩種測(cè)試法來(lái)表示。其中SHORE D 則用來(lái)測(cè)定較硬之塑料,如一般之泛用塑料及部份工程塑料,而多數(shù)之高性能工程塑料或較硬之工程塑料,則需用 ROCKWELL來(lái)測(cè)定之。
18.3 塑料的熱性質(zhì)
18.3.1 熱變形溫度(HDT)
最常用的之熱變形溫度測(cè)定法為 ASTM D648 試驗(yàn)法,其測(cè)定方式是使試片在一定壓力及一定溫度下,彎曲到一定程度時(shí)的溫度。熱變形溫度顯示塑料材料在高溫且受壓力下,能否保持不變的外形。若考慮安全系數(shù),短期使用之最高溫度應(yīng)保持低于熱變形溫度10℃溫度左右,以確保不致因測(cè)試致使材料變形,熱變形溫度之測(cè)試裝置如下圖所示:
18.3.2 長(zhǎng)期耐熱溫度
長(zhǎng)期耐熱溫度是指塑料材料在長(zhǎng)時(shí)間使用之耐熱性,依UL之規(guī)定,塑料材料長(zhǎng)期使用溫度是指塑料材料曝露在高溫下,須達(dá)數(shù)萬(wàn)小時(shí),物性減半之溫度。如UL746規(guī)定之長(zhǎng)期耐熱溫度之曝曬時(shí)間為105小時(shí),約相當(dāng)于11年之久。五大泛用工程塑料純樹(shù)脂與填加30%玻織之熱變形溫度及UL長(zhǎng)期耐熱溫度比較
種類 HDT with 30 wt % GF(@ 18.6kg.cm2) UL 長(zhǎng)期耐熱溫度 ℃Pure resin UL 長(zhǎng)期耐熱溫度 ℃with 30 wt % GF
PBT 210 120 140
Nylon 200 105 115
POM 163 80 100
PC 145 110 130
MPPO 140 100 110
18.3.3 耐焊錫性
由于許多電子、電氣零件必需借由焊錫來(lái)固定在印刷電路板上,而焊錫之溫度相當(dāng)高,例如:蒸氣相焊接或紅外線焊接時(shí),流動(dòng)焊錫溫度均高達(dá)270~280 ℃,因此,應(yīng)用于此方面之塑料材料,必需在此溫度下,可持續(xù)耐45秒至75秒之耐熱性,否則材料變形將致使零件松動(dòng),脫落之異?,F(xiàn)象。
18.3.4 熔融指數(shù)(Melt Index , MI )
熔融指數(shù)簡(jiǎn)稱MI,是一種表示塑料材料加工時(shí)流動(dòng)性的數(shù)值。其測(cè)試方法是使塑料粒在一定時(shí)間(10分鐘)內(nèi),一定溫度及壓力(各種材料標(biāo)準(zhǔn)不同)下,被融化之塑料流體,通過(guò)一直徑2.1mm圓管,所流出之克數(shù)。其值越大,表示此塑料材料之加工流動(dòng)性越佳,反之則越差,最常使用之測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為ASTM D1283。
射出加工一般都傾向使用MI值較高(>7)的等級(jí)﹔而吹瓶、押出加工則會(huì)使用較低MI的等級(jí)(200
聚丙烯 136~185
低密度聚乙烯 135~160
尼龍-66 130~140
ABS 50~85
PVC 60~80
PC 10~120
環(huán)氧樹(shù)脂 45~120
三聚氰胺樹(shù)脂(+α纖維素) 45~120
18.6.4 電磁波干擾(Electro Magnetic Interference , EMI)遮蔽性
由于電子、計(jì)算機(jī)、電機(jī)及通訊業(yè)的蓬勃發(fā)展,在我們?nèi)粘I畹沫h(huán)境中充滿來(lái)自各類電子或電機(jī)產(chǎn)品所產(chǎn)生之電磁波,對(duì)某些精密電子或通訊設(shè)備而言,相當(dāng)容易受干擾。絕緣性良好之塑料材料可為電磁波所穿透,并不具備電磁波遮蔽能力。因此,要求符合EMI遮蔽效果之電子、計(jì)算機(jī)、電機(jī)或通訊設(shè)備,其使用之塑料材料就必需具有EMI遮蔽效果,也就是必需具備導(dǎo)電性。
使塑料材料具備導(dǎo)電性之方法有下列幾種:
a.導(dǎo)電性表面處理:如涂裝導(dǎo)電材料,電鍍及真空蒸煮等方法
b.導(dǎo)電性材料摻合:如加入金屬粉未、碳黑、金屬纖維等導(dǎo)電
c.導(dǎo)電性高分子合成:如Polypyrole等
導(dǎo)電性塑料材料依其表面電阻系數(shù)高低可分為三種不同的應(yīng)用:
d.EMI遮蔽應(yīng)用:表面電阻系數(shù)小于102Ω/sq
f.靜電消散應(yīng)用:表面電阻系數(shù)在102~106Ω/sq
g.抗靜電應(yīng)用:表面電阻系數(shù)有109~1013Ω/sq






