教程：絕緣材料性能

1、10.0 PVC 膠粒10.1 基本配方PVC粉：主體一般常用 S60、S65、S70 ；可塑劑：主要目的在調(diào)整軟硬度，提高耐寒絕緣等作用；填充劑：目的在增強加熱，光之安全性，及絕緣性；改質(zhì)劑：依特性要求添加；安定劑：抑制PVC內(nèi)之少量游離Cl-分解；防火劑：增強耐燒性；染顏料：顏色調(diào)配。10.2 硬度國際上常以shore A表示之，而國內(nèi)軟硬度常以P%表示，例如：50kg 之PVC料，可塑劑40kg時是以80P, 50gPVC料，可塑劑55kg時是 以110P表示即可塑劑愈多P數(shù)愈大，PVC膠粒愈軟而蕭氏硬度（shore A）度數(shù)愈大，PVC膠粒愈硬。10.3 移行說明電氣用品之外殼等常用的

2、塑料材質(zhì)大部份為PS, ABS, HIPS,電線為PVC塑材料時，由于含有可塑劑（軟化劑），而有此可塑劑會移 行者，會將PS, ABS, HIPS塑料殼侵蝕，因此有非移行的要求，也 就是PVC材料不能移。10.3.1 移行的試驗方法將試片（ABS,或PS或HIPS）兩片（長50x寬50x厚20mm）,中間夾 PVC電線，再上下兩層用玻璃蓋住并用 500 ± 5g祛碼壓住，施以不同時間(24, 48, 72小時)不同溫度(50 C, 60 C , 70±2C)之條件下, 測試(條件由客戶設(shè)定)，測試后取出試片，用肉眼觀察，試片上不能 很輕易的看出痕跡，亦即需極費眼力才能看出來

3、。ABS = Acrylonitrile Butadiene Styrene Terpolymer苯乙烯，丁二烯，丙烯，參聚合體PS = POLYSTRRENE 聚苯乙烯HIPS = High Impact Polystyrene 高沖擊聚苯乙烯10.3.2 PVC膠粒應(yīng)具下列性質(zhì)耐熱性(Thermal Stability )；硬度(Hardness )；安全性(Safety )；老化性(Aging Properties )；機械性質(zhì)(Mechanical Properties )；耐燃性(non-flammability )；電氣特性(Electrical Properties )；耐候性(

4、Weather ability )；光安定性(Light Stability )；彳氐溫特性 (Low Temperature Properties )。11.1 塑料常用特性名詞解釋PSI11.2 抗張強度：(Tensile Strength )將試樣(如啞鈴片等)拉斷時所需要之應(yīng)力，用之單位為或 kg/mm2 。11.3 熱變形(Heat Distortion )將材料適當?shù)娜雍?，將其加熱至一定之溫度后，試驗該材料之外?改變情況。其計算公式如下：11.4 熱沖擊(Heat Shock)試驗材料穩(wěn)定性方法之一，將材料 在特定的時間內(nèi)卷繞于規(guī)定之圓棒上，暴露于高溫中，不得有龜裂現(xiàn)象發(fā)生。1

5、1.5 冷彎(Cold Bend)將電纜之試樣繞在規(guī)定之圓棒 (Mandrel) 上，而置于特定溫度之冷室中，通常為零下之溫度。再將試樣取出作 彎曲試驗，則可試驗出材料之破壞程度或有無缺點。11.6 延伸(Elongation)試樣拉斷時的伸長情形11.7 焊接性(日文：半田性)一一PVC芯線等在焊接或熱鍍時其塑料 部份后縮收，所以其材質(zhì)要經(jīng)X RAY處理成架橋，或改其塑料本身 性質(zhì)，如：SR PVC。11.8 老化(Aging)仿真電纜經(jīng)長時間的使用后，其物理性(抗 張延伸)改變的情形。11.9 額定溫度(Temperature Rating )絕緣材料在連續(xù)使用之情況下，其基本特性不會發(fā)生

6、變化或損失時，所能容許之最高溫度。如 交連 PE為 90 C, PVC有 60 C, 75 C, 90 C , 105 C, PE為 75 c等。11.10 定電壓(Voltage Rating )依照規(guī)定或標準可連續(xù)實施于各種電纜電纜之最高允許電壓。11.11 絕緣阻抗(Insulation Resistance)加于絕緣體兩極間之電壓與電流之比，以公式表示為R= E/I,其單位一般用 MQ (百萬 歐姆表示之)。11.12 耐電壓(介質(zhì)強度)(DielectricStrength )絕緣材質(zhì)在破壞之前所能承受之電壓，介質(zhì)強度在材料中是一個非常重要特性，在同一種耐電壓情況下，介質(zhì)強度好的材質(zhì)

7、，其絕緣厚度可以較薄。12.1 塑料之耐燃測試依UL規(guī)定UL Standard 94分為水平燃燒(94 HB)及垂直燃燒94V 0, 94V1, 94V 2。12.2 發(fā)泡目的：在改變或降低成品的電容(介電常數(shù))并使成品輕量化，小型化，進而節(jié)省材料，達到提高品質(zhì)與降低成本的最終目的，一般常用 方法(a)物理發(fā)泡(b)化學發(fā)泡，化學發(fā)泡在加熱過程中，發(fā)泡劑分解出大量氣體。14.1 顏色比較說明色差公式說明及應(yīng)用情形14.1 HunterLab , ANLab, ANLab(40)(又名 AN40)以上色差公式為早期色差公式，目前極少使用。ANLab之系數(shù)40用于轉(zhuǎn)換單位大小以接近 NBS單位。1

8、4.2 JPC 79色差公式染色者及色彩師學會(Socity of Dyers and Colourists,簡稱SDC)在 1980年，Mc Donald發(fā)表一個JPC99色差，主要修改 CIEL*a*b *之缺陷。14.3 CMC色差公式 1984年，JPC97以Clark, McDonald及Ring三人修改其中錯誤部份 經(jīng)過（SDC）的測色委員會（Color Measurement Committee ,簡稱 CMC）通過，推薦色彩工業(yè)使用，命名為 CMC色差公式。目前已在 歐洲普遍化，為英國國家標準，人眼吻合性佳。14.4 BFD色差公式1986年英國布津大學羅明博士與 Rigg經(jīng)由

9、知覺色差實驗修改 CMC, 提出BFD色差公式。目前為瑞典之國家標準。14.5 M &S色差公式英國著名百貨公司（Marks and Spencer ）與ICS合作所創(chuàng)，前后有 MS80, MS82, MS83, MS83A至 MS89,此公式主要用于該公司與 其供貨商允拒收顏色品管作業(yè)。目前較長用于紡織業(yè)。14.6 CIEL*a*b* 及 CIEL*u*v* 色差公式1976年，國際照明協(xié)會（CIE）公布CIEL*a*b*及CIEL*u*v*兩種色 差公式供業(yè)者使用，其中CIEL*u*v*用于色光之檢驗。CIEL*a*b*被 廣泛用于物體色（surface color）工業(yè)上，此色差

10、公式為使用頻率最 高之公式。但此色差公式經(jīng)色彩物理學家研究與人眼觀測之視覺色差 不具吻合性。14.2 常用之塑料簡介（以目前我公司所用材料作介紹）15.1 Polyvinyl Chloride 聚氯乙烯（PVC）15.1.1 原料：氯乙烯單體。15.1.2 制造方法：懸濁聚合，乳化聚合等。15.1.3 加工方法：射出，押出等。15.1.4 用途：可用于電線等。15.2 High Density Polyethylene 高密度聚乙烯（HDPE：）15.2.1 原料：乙烯基，觸媒。15.2.2 加工方法：射出，押出，中空成型等。15.2.3 用途：可用于電線。15.2.4 密度：0.941 -0

11、.958 g/cm3。15.3 Low Density Polyethylene 低密度聚乙烯（LDPE）15.3.1 原料：乙烯基。15.3.2 加工方法：射出，押出等。15.3.3 用途：可用于電線。15.3.4 密度：0.910-0.925 g/cm3。15.4 Linear Low-Density Polyethylene 直鎖狀低密度聚乙烯（LLDPE）15.4.1 原料：乙烯基，烯羥（olefines）。15.4.2 加工方法：射出，押出等。15.4.3 用途：可用于電線。15.5 Polypropylene 聚丙烯（PP）15.5.1 原料：乙烯基，丙烯基。15.5.2 加工方法

12、：射出，押出等。15.5.3 用途：可用于電線。15.6 Thrmo-Plastic-Polyurethane 聚胺基甲酸脂（PU）15.6.1 原料：（a） Polyether 聚醍（b） Polyester 聚脂類15.6.2 加工方法：射出，押出等。15.6.3 用途：可用于電線。15.7 Fluorocarbon 氟塑料 俗稱：鐵氟龍(Teflon)15.7.1 原料：螢石(FluoHte),氟氣體。15.7.2 加工方法：射出，擠壓，押出。15.7.3 用途：可用于電線。15.7.5 分類PTFE:聚四氟乙烯樹脂(b) FEP :四氟乙烯與六氟丙烯共聚物(c) PFA :四氟乙烯與全

13、氟烷基乙烯基醍共聚物(d) ETFE :四氟乙烯與乙烯的共聚物(e) C TFE ( Chlorotrifluoroethylene): 聚氟三氟乙烯樹脂(f) PVDF ( Poly Vinylidene Flouride): 聚氟偏氯聚乙烯(g) Fluorocarbon Polymers : 鐵氟龍(碳化氟物)(h) Polytetrafluoroethylene (FTFE):聚氟四化乙烯(i) Fluorinated Ethylene propylene (FEP) : 六氟化丙烯(j) Foam-FEP(k) Foam-PTFE15.8 Thrmo-Plastic-Elastome

14、r 熱可塑性彈性體 TPE15.8.1 原料：大概分四系列Styrene系(苯乙烯)（b） Olefines 系(烯羥系)（c） Polyestes 系（聚脂系）（d） Polyamide系（聚醯胺系）15.8.2加工成形：射出，押出等。16.0 絕緣體（Insulation ）16.1 目的：為導體絕緣。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60CPVC 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，化學架橋）增加 耐熱性，改變機械強度，耐有機溶劑性，焊接性SR-PVC（半硬質(zhì)PVC）

15、有比較良好焊接性架橋有照射、化學、溫水、空氣架橋，以電子照射（X-ray）效果最好 耐熱 PVC75c , 80 C , 90 C , 105 c UL1007, 1015, SVT 等；SR- PVC 80 c , 90 C, 105 c UL1061 等架橋 PVC 125C UL1429, 1430等PE 75C, 80 c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）機械性、耐藥性、耐溶劑性良好， 對直射日光、紫外線性不良，及有熱變形缺點，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)進而改善衰減等電 氣特性 架橋PE 90 C發(fā)泡P

16、E 80 C UL1354同軸線等氟塑料PTFE 260c耐溫度性（-70+260 C ）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、 高品位電線，價格高，專用押出機，比重高，硬、耐屈曲性不良PFA 250 cEFP 200 c UL1330, 1332等ETFE 150C UL1829, 1828等 PVDFPP （或發(fā)泡PP） 80 c介電常數(shù)小，亦有發(fā)泡 PP常用于傳輸信號線 等;Elastomer彈性體Polyester系聚脂系列耐屈曲疲勞性良好、彈性 佳，用于曲線絕緣或機械人線纜外被，硬度等級低時（軟）體積抵抗低絕緣性不良，押出時必須先干燥

17、；Polyolefines聚烯炫類，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械人 用線之絕緣材料；天然橡膠（NR）天然橡月連fe緣線60C,電氣、機械、 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，機械特性耐磨性差.備 注 絕緣材料使用按場合應(yīng)選擇，最低體積抵抗在1015 Q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。 比重的測定可依ASTM D792水中置換法得。18.1.2 吸水率吸水率是測定塑料吸水

18、份的程度，測法是先將樣品烘干后稱重，浸入水中24或48小時后，取出再稱重，計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，易影響機械強度與尺寸穩(wěn)定性，如Nylon或PET即是典型之例子。18.1.3 透氣率(Permeability)透氣率是測定塑料膜或塑料板氣體穿透難易的程度，可依ASTMD1434的方法測定得。此在包裝用途上是一項重要之物性指針。18.2 塑料的機械性質(zhì)18.2.1 抗張強度及伸長率(Tensile strength; Elongation)抗張強度(又稱抗拉強度)是指將塑料材料拉伸到某一程度(如降伏或 斷裂點)所需力的大小，通常以每單位面積多少力來表示，而其

19、拉伸 的長度百分比即為伸長率。此項測定可依ASTM D638之方法測試之。18.2.2 彎曲強度(Yield Strength)彎曲強度又稱折曲強度，主要為測試塑料抗彎曲的能力，可依 ASTM D790的方法測得，而常以每單位面積多少力來表示，如kg/cm2。其測法如下圖所示，將一 ASTM標準試片，兩端支撐起來，中間逐漸增 加外力，可測得其最大承受之彎曲強度。18.2.3 彎曲彈性率將塑試片彎曲時(測法如彎曲強度)，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 沖擊強度（Impact Strength）沖擊強度是指塑料

20、受外力沖擊時， 所能承受的最大能量。ASTM D256中是lzod及Charrpy沖擊強度測 試法為常見之測試方法，其中又以lzod最為普遍，其測試方法如下 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虢式硬度） 兩種測試法來表示。其中SHORE D則用來測定較硬之塑料，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來測定之。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定法為 ASTM D648試驗法，其測定方式是 使試片在一定壓力及一定溫度下

21、， 彎曲到一定程度時的溫度。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10c溫度左右，以確保不致因測試致使材料變形， 熱變形溫度之測試裝置如下圖 所示：18.3.2 長期耐熱溫度長期耐熱溫度是指塑料材料在長時間使用之耐熱性，依UL之規(guī)定，塑料材料長期使用溫度是指塑料材料曝露在高溫下，須達數(shù)萬小時， 物性減半之溫度。如 UL746規(guī)定之長期耐熱溫度之曝曬時間為 105 小時，約相當于11年之久。五大泛用工程塑料純樹脂與填加 30%玻 織之熱變形溫度及UL長期耐熱溫度比較種類 HDT with 30 wt % GF( 18.

22、6kg.cm2) UL 長期耐熱溫度 C Pure resin UL 長期耐熱溫度 C with 30 wt % GFPBT 210 120 140Nylon 200 105 115POM 163 80 100PC 145 110 130MPPO 140 100 11018.3.3 耐焊錫性由于許多電子、電氣零件必需借由焊錫來固定在印刷電路板上，而焊錫之溫度相當高，例如：蒸氣相焊接或紅外線焊接時，流動焊錫溫度 均高達270280 C,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，脫落之異?，F(xiàn)象。18.3.4 熔融指數(shù)(Melt Inde