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塑料改性精华：1、后收缩尽管在成型后尺寸是正确的，然而在实际使用过程中尺寸有时仍会发生变化。这或许是因为发生了“后收缩”现象。下面就简单介绍一下后收缩问题及其对策：结晶性树脂的成型品内部混杂有结晶部分和非晶部分，由于结晶时随机性分子链会有规则地排列，因此树脂体积会缩小。这种现象称为“收缩”。树脂一旦固化，其分子链就会固定下来，且固体成型品中的结晶部分/非晶部分的比例也似乎不再变化。然而实际情况则是，成型品遇到某种程度的高温时，非晶部分的分子链有时会重新排列，从而出现结晶现象。其结果，成型品体积缩小。这种现象称为“后收缩”。后收缩容易导致尺寸变化、凹痕、翘曲等故障。成型品的使用环境温度偏高时容易导致后收缩。成型时的急冷固化有时会导致结晶不充分，从而容易引起后收缩。要防止后收缩，应在实际使用成型品前使之充分结晶。具体来说，要在比使用成型品时的环境温度高20左右的温度环境下静置23小时。这称为“退火处理”。如果在退火处理后已处于尺寸公差内，则通常不大会发生问题。2、结晶性树脂树脂材料多种多样，“结晶性树脂”便是其中之一。下面介绍其基本情况：树脂大致分为热塑性树脂和热固性树脂。热塑性树脂是一种热熔冷固性树脂。热固性树脂则是一种树脂其原材料在被加热后会发生化学反应，并在固化后不再熔化的树脂。热塑性树脂可进一步分为结晶性树脂和非结晶性树脂。熔融时，树脂的分子链随机混杂并运动。树脂冷却后，分子链开始整齐排列，最终结晶部分与非结晶部分混杂在一起并固化。即便是结晶性树脂有时也不会100结晶，其中必然混杂有非结晶部分。另一方面，非结晶性树脂则在(A)图那样的随机状态下固化。根据其物理结构上的差异，结晶性树脂和非结晶性树脂的特点如下：结晶性树脂非结晶性树脂 存在分子链排列整齐的“结晶” 有玻璃转化温度和熔点 分子链是随机的 仅有玻璃转化温度 优点 良好的刚性和弹性、良好的耐疲劳性、 机械强度高 、良好的耐药品性 缺点 难以透明、成型收缩率大 优点 易于透明、良好的耐冲击性、成型收缩率小 、吸水性小 缺点 耐药品性差、耐疲劳性差、滑动性差 3、ISO和ASTM物理性质的测定方法随着国际标准化的推进，国内也大多用ISO规定的测量方法来作为标准。这和以前的ASTM的标准方法有多大区别呢？背景：世界各先进国家都有独自的工业统一规格。比如说，日本有JIS（日本工业规格） ，美国有ANSI（美国规格协会），德国有DIN（德国规格）等等。除此之外，象美国的ASTM（美国材料实验协会规格）的独立团体的规格也广泛地受到认可。这些各式各样的规格，即使同样的实验项目也有很多不同的地方，随着国际市场化的进程 的加快，它的不利点就越来越突出。为了消除这些不利点，大家都急需一个国际标准化。1995年1月WTO（世界贸易组织）就发行了TBT（关于贸易上的技术性障碍的协定），所有的都要按照ISO国际规定进行。日本的JIS（日本工业规格）也渐渐被ISO规格所取代，工程塑料也不例外。ASTM和ISO的区别：以拉伸实验为例来说明ASTM和ISO的区别（1）试验片的形状ISO 3167:93(JIS K 7139:96)ASTM D638:95试验片的形状ABType-Il1 全长(mm)150165l3 狭长部的长度(mm)80260.00.5570.5r 半径(mm)202560761l2 部的距离(mm)1041131061201155b2 末端部分的幅度(mm)20.00.219(+6.4, 0)b1 狭长部的幅度(mm)10.00.2130.5h 厚度(mm)4.00.23.20.4（2）试验片形状的调整ISO 527-1 (JIS K 7161:97)ISO 527-2 (JIS K 7162:97)ASTM D638:95成型后的保存如果有 232,505%RH 88时间以上放置的个别要求的话请照做对于 232,505%RH 40时间以上放置且吸水性大的塑料，请遵循有关规定。(3)试验条件ISO测定法ASTM测定法试验方法试验片的数字最低5本最低5本拉伸速度延性破坏的场合(伸长度10%以上)；50mm/min脆性破坏的场合(伸长度10%以下)；5mm/min拉伸弹性:1mm/min5500mm/min之间拉伸弹性应变在0.05和0.25%的时候的应力来计算线性弹性使用初期的最大弹性应变的计算方法延性破坏的场合(伸长度10%以上)拉伸量除去间隔距离不使用拉伸计的话拉伸量除去狭长部的长度 ISO法规定，对于摸具的摸槽的构成有很细的规定，实现了实验条件的标准化。必须注意的是，由于ASTM法和ISO法有这样的试验条件的差别，在试验结果上会产生差别。而且由于两者在试验片形状和试验条件上都不同，基本上不存在换算公式。最后，与其他的试验方法的不同请参照下表。ISO测定法ASTM测定法弯曲特性规格番号ISO178ASTMD790试验片形状ISO316: 80 x 10 x 4mmt127 x 12.7 x 6.4mmt试验速度2mm/min2.5mm/min弹性的计算方法应变在0.05和0.25%的时候的应力来计算线性弹性值 使用初期的最大弹性值冲击强度规格番号ISO179 (夏皮冲击试验)ASTM D256 (艾佐德冲击试验)试验片形状ISO316: 80 x 10 x 4mmt63.5 x 12.7 x 6.4mmt锤敲速度2.9m/s (0.55.0J )3.46m/s载荷-挠曲曲线规格番号ISO75-1，75-2ASTM D648试验片形状ISO316: 80 x 10 x 4mmt127 x 12.7 x 6.4mmt试验方法平板法侧边法维卡针压陷试验规格番号ISO306ASTM D1525试验片形状ISO316: 80 x 10 x 4mmt63.5 x 12.7 x 6.4mmt试验方法平板法侧边法载荷10N10NMV规格番号ISO11443以前的方法摸孔L/D1/201/10流入角180deg90deg剪切速度1000 /s1216 /s燃烧性(水平燃烧) 规格番号IEC 60695-11-10 ; 99ASTM D635 ; 91试验片形状125 x 13 x 3mmt125 x 12.5 x 任意mmt调湿如果有 232,505%RH 88时间以上放置的个别要求的话请照做对于 40时间以上放置且吸水性大的塑料，请遵循有关规定。装置按ISO10093规定的燃烧装置ASTM D5025；94规定试验片数310以上测定值燃烧速度（mm/min）记入不满13mm的厚度 平均燃烧时间（秒）平均燃烧距离（mm） 燃烧性(垂直燃烧)规格番号IEC 60695-11-10:99试验片形状125 x 13 x 3mm125 x 13 x 3mm调湿5组2个一队设定在5组评价燃烧水平（FV0，FV1，FV2）燃烧水平抗漏电痕迹性规格番号IEC 60112:79ASTM D3638:93试验片形状15 x 15 x 4mmt50 or 100 x 2.5mmt调湿如果有 232,505%RH 88时间以上放置的ASTM D618对于 232,505%RH 40时间以上放置且 操作手顺50滴的电解液下不被击穿的最高电压，(CTI电压) 然后在此电压减去25V后100滴的电解液下也没有被击穿。 连续5次重复实验。 以击穿电压和滴数画表格，读取50滴时的电压。 4、尺寸稳定性的改善 最佳退火温度和时间改善尺寸稳定性亦即减少后收缩率的方法有两个方面（1） 充分提高成型时的模具温度：如果提高模具温度，则会促进成型品的结晶化，所以，可相应地减少后收缩。成型时的模具温度高于制品的使用环境温度时，几乎所有制品均不需要退火。（2） 进行退火：退火是将成型品在高温环境下放置一定时间，预先促进其结晶化的方法。换言之，就是事前人为地使其进行后收缩，以达到使用环境温度下的稳定状态。 如上所述，使用环境温度越高、模具温度越低，后收缩就越大。所以，退火温度必须根据使用环境温度而改变。一般认为，以使用环境温度+1020的退火温度为宜。譬如：使用环境温度为80时，退火温度应为90100。另外，虽然定为+20，但是仅就退火而言，可以高于这一温度。然而，温度过高时有可能会产生其它（变色等）问题，所以，还须注意温度不能过高。 退火时间一般建议在3小时左右。但是，厚度薄的成型品有时无须3小时即可。模具温度高时也可使用较少的时间。所以，为避免浪费，最好按照不同的时间，分别测定实际成型品的尺寸，从而确定必要且充分的退火时间。另外，可在任何时候进行退火。成型后立即退火和放置若干日后退火，效果相同。退火时注意事项（1） 玻璃纤维增强材料应注意异向性与成型收缩率相同，后收缩率也有异向性。它还因成型品的厚度和浇口的位置、形状而异。（2） 嵌入品不得退火嵌入品绝对不可进行退火。否则，会大大损坏制品性能和减少制品寿命。对嵌入成型品进行退火使之进行后收缩时，有可能在熔合纹处造成破坏、或在与嵌入物的界面处因应力松弛而产生间隙。（3） 过多的退火原则上不宜进行过高温度和过长时间的退火。否则，可能会产生变色、分解和表面膨胀等问题。建议对使用的材料和制品进行实际的退火与尺寸测定，从而找出退火的最佳条件。5、关于hesitation壁厚比偏大的制品成型时，有时很难向薄处填充树脂。其原因既可能源自树脂的流动性，也可能起因于被称为“hesitation”的现象。何谓“hesitation”现象？“Hesitation”是指在向壁厚不均的成型品的薄处填充时树脂所表现出的一种“踌躇不前”的现象。例如，假设要进行下图所示的制品的成型。熔融树脂会因粘弹性而优先填充到容易流动的厚处。相反，只要厚处未填充完，难以流动的薄处就几乎得不到填充。壁厚差越大，这种现象就越明显。由于向薄处流动时显得踌躇不前，因此称为hesitation（犹豫不决、踌躇不前）。与hesitation有关的问题，Hesitation会引发下列问题：1. 浇口旁边也会出现欠注（short shot）； 2. 填充样式不稳，以致外观不良； 3. 熔和纹变弱，成型品强度不足，从而形成次品。 发生欠注时，基本上都可以归因于流动性不足。但如果发生hesitation，则当侧面壁厚增加时，反而有可能产生相反的效果。 成型品的薄处与厚处的最佳比例为1:21:3。如果在此范围内，则可稳定成型。请务必考虑这一点，并从产品设计阶段起就设法减少成型品的壁厚比。6、回收料的使用现在人们不像过去那样仅有成本问题，而且还面临着环境问题。如何充分利用回收料（粉碎料、回收粒料）的研究，在塑料行业也是一个重要课题。首先，使用回收料时应注意什么？由于热塑性塑料具有温度升高时融化，温度降低时硬化的性质，所以，可把不能用作制品的部分（直浇口料或流道料）再次投入成型机进行成型。这种将直浇口料或流道料粉碎而成的材料就是粉碎料。由于粉碎料是粉碎而成，故它的大小和形状是参差不齐的，而不会象生粒料那样均匀。粒料形状虽然对物性没有直接影响，但是它对塑化时的计量性却有相当大的影响。一般来说，越是形状歪曲且大小不等的粒料，其计量性就越差。粉碎料的形状因粉碎方法的不同而异，我们建议尽可能调整条件使其与生粒料接近。另外，进行粉碎时会产生不少粉末，这种粉末也要切实清除。由于粉碎料至少已通过一次成型机的机筒，经历过“加热熔融”工序，所以，与生粒料相比，有可能因加热已使树脂分子量降低或添加剂减少。而且，螺杆的转动给机筒内树脂施加了很大的外力，使得固体填充材料因折断或残缺而变小。特别是玻璃纤维和碳纤维等纤维状填充料一折就断。所以，必须注意物性下降。将粉碎料再次挤出而制成的粒料叫做再生粒料。再生粒料的形状虽然不比生粒料逊色，但是它的热过程（过去受了怎样的热损伤）比粉碎料还长，相应地，其分子量的下降和填充材料的断裂也增多。物性因回收会产生多大程度的变化？非增强材料中未加入填充等材料，而增强材料中加入了玻璃纤维等填充材料，二者物性的下降趋势是不同的。前者的机械物性几乎没有变化，后者的机械物性随着玻璃纤维等填充材料的折断变短而下降。下面是当回收料使用率为100%时，拉伸强度随回收次数而变化的图表。此图表以初始物性为100%进行了比较。从中可以看出：非增强材料的强度几乎不随回收次数的增多而下降，而玻璃纤维增强材料的强度却大幅下降。如果成型材料为100%回收料时，则经过一次回收的再生材料的强度下降近10%，经过三次回收的再生材料的强度下降20%，经过五次回收的再生材料的强度下降达30%（下降率因材料品级、成型品、成型机和粉碎机的不同而异）。对玻璃纤维增强材料需要注意机械物性的下降。以PBT和PET为代表的聚酯系树脂还需要注意水解。如果是回收料，那么从成型后经过粉碎、保管而吸湿加大，有时含水率比生粒料还高。对回收料也必须在成型前进行充分的干燥。对于外观造型部件，除强度外，色调的变化也是一个注重的指标。树脂品质即使发生微小劣化（物性上表现不出来），也会在色调上表现出来。出现这种问题时，可降低机筒温度、或通过缩短成型周期来减少滞留时间。在实际的再利用中在实际的再利用中，通常是将生粒料和回收料以一定比例混合使用。并且，有不少情况是使用回收料进行成型，然后把该成型品的直浇口料和流道料再进行回收这样无限循环地利用。在这种情况下，回收料中就会含有 “经历过许多次回收的材料”。 但是，如果将回收料对生粒料的混合比控制在某个程度以内，那么，经历过许多次回收的材料的比例就不会太大。此时，建议将混合比定为25%以下。粉碎时的注意事项粉碎时的注意事项 粉碎时的注意事项 在粉碎工序不要混入杂物等 （杂物有时会引起制品的破坏、造成制品的外观不良。） 尽量统一回收品的大小（为了稳定计量） 尽量清除粉末（为了稳定计量） 如果是玻璃纤维增强材料要在成型后立即粉碎（因非常硬）请特别注意粉碎时杂物的混入。如果混入粉碎机损伤下来的刀刃等，当前方缺少树脂时，它就可能作为异物混入成型品。实际上，它是制品发生损坏问题的原因之一。粉碎不同的树脂时，务必充分清扫粉碎机。关于粉碎机的规格，例如：刀刃的形状、刀具的转数等，建议与粉碎机厂家商量，使用与客户制品实际相适合的粉碎机。小结 尽量统一回收料的形状和大小 粉碎时注意不要混入异物和异类树脂 尽量在清除粉末之后再使用 把生粒料的混合比设为25；75以下 如果是玻璃纤维增强材料时要注意强度的下降 如果是聚酯系材料时要注意水解（切实遵守成型前的干燥条件）7、着色方法及其对物性的影响在塑料制品中有许多色彩鲜艳的制品。工程塑料虽不如通用塑料那样，但其色彩鲜艳的制品也不少见。其中，有些制品是由涂漆或印刷而成的，且大部分制品是对塑料原料进行着色而成。那么，着色对塑料的物性有怎样的影响呢？ 着色的方法首先对着色方法的种类进行说明。目前，用于塑料中的着色方法有以下四种方法。黑色着色多为色母料法或混合料法，色泽鲜艳的着色主要是采用比较容易选择颜色的表面覆盖法（后面因缺少图片，故少了部分内容）对物性的影响颜料对物性的影响因颜料种类和添加量的不同而异。颜料分为有机和无机两大类。在像工程塑料那样高熔点的树脂中，主要采用无机类金属化合物颜料，添加量一般为0.5%左右。它虽然因目标颜色的不同而改变，但最多时也“极少”有超过1%。由于原则上它属于在成型品中混入的异物，所以不会对物性造成好的影响。但因添加量少、体积又小，故其物性不会发生极度恶化。下面，对每种物性因着色而产生的影响分别试做了汇总，请参照。（1） 机械物性因着色，会使强度有一定降低、韧性也可能下降。作为一个实例，下表对POMM90S的自然色制品及其着色品（红、黄色）进行了比较。POM M90S的物性 （着色品系色母料M90-07与M90S的掺合物） 物性单位自然色品红黄拉伸强度MPa62.561.161.0拉伸率%35.526.827.0弯曲强度MPa86.679.580.5弯曲模量MPa250022802310简支梁冲击强度kJ/m25.86.46.0另外，在玻璃纤维类增强品级中，白色着色（加入钛系颜料增加白度）制品有可能造成机械物性下降增大的趋势，请注意。（2） 耐热性树脂本身不发生变化，但是，从添加入的着色剂中释放的分解物有增多的可能性。（3） 摩擦磨耗特性虽然一般认为基本上没有变化，但是，目前有些地方使用含碳量高的色母料（聚乙烯基），当使用这种含碳量高的色母料时会混入大量聚乙烯，有可能因发生剥离等现象而使滑动性能恶化。为了防止发生这种情况，关键就是要使用聚合物基与成型材料的聚合物基相同的色母料。（4） 耐候性耐候性因颜色的不同而有大幅度变化。这不是由于树脂性能发生变化所致，而是因着色而使光能的吸收程度发生变化的缘故。（5） 电气特性彩色制品与自然色制品的电气特性几乎没有差别。当为黑色制品时，由于使用了碳黑而有一定影响（导电性制品和防带电性制品除外）。8、何谓熔合纹？所谓熔合纹是指注塑成型中两股熔体合拢的部位。由于在实际制品中极少有单纯的平板式形状，所以，在制品的某个部位一定会产生熔合纹。 熔合纹会产生下列问题：（1）外观问题；（2）尺寸问题；（3）机械物性的下降，另外还是导致变形的主要原因之一。 何谓熔合纹：所谓熔合纹是指在注塑成型中两股熔体的合拢部位。熔合纹是由两个波前锋受到异物（如模腔内的空气，熔融树脂中分解出的气体等）的阻隔所形成的，它一般产生于流动末端。当排气不充分时，合拢树脂通常不能相互混合。由于这些原因，导致了下列问题的产生。熔合纹的问题点（1） 外观：熔合纹往往看上去象一条线，影响外观。（2） 尺寸：由于熔合纹部分向外凸出，若对尺寸精度和平滑性有要求的制品请务必注意。这一现象在玻璃纤维增强的材料中尤为明显。（3） 熔合纹部位的物性下降：对非增强等级的制品来说，其强度变化不大，但增强等级制品（特别是纤维状的填充材料的增强等级），其强度会出现大幅度的下降。 但是，即使是强度下降非常小的非增强等级，其拉伸率也出现大幅度的下降，所以往往对冲击和蠕变等动态破坏造成影响。熔合纹的对策成型条件方面的对策注入模腔的树脂会失去热量，在渐渐冷却的同时，流入模腔内。一般来说，两股熔体在合拢时树脂温度越高，则熔合纹部分的强度和韧性就越好。所以，可采取以下对策：提高模具温度提高树脂温度提高注射速度（在冷却前使之生成熔合纹）模具及设计方面的对策 将熔合纹设计于不明显的位置、或是将熔合纹设计在不因熔合纹而影响制品的机械物性的位置。只要浇口位置设计得当，即可得到良好的效果。另外，由于在熔合纹部位因排气不良（熔合纹中有气泡），有时会导致物性下降。由于熔合纹一般产生流动末端， 故必须设有排气槽。预测流动的类型和熔合纹的生成位置，设计出合理的浇口位置。排气要充分。9、关于玻璃纤维的取向性和异向性（之一）众所周知，工程塑料中有许多玻璃纤维增强品级制品，这种玻璃纤维的取向性和异向性会影响成型品的机械物性和变形。这里我们对代表性填充料之一的取向 “玻璃纤维的取向”进行说明：所谓取向就是树脂分子或具有纵横比（异向性）的填充等材料沿某一特定方向有序排列之意。多数玻璃纤维沿着流动方向取向 。照片中从长到短呈现有各种玻璃纤维，如下图所示：这些玻璃纤维沿着多个方向。它表明：虽然是取向，也并非玻璃纤维完全沿着同一个方向，充其量只是沿着同一个方向的比例多而已。影响玻璃纤维取向的因素玻璃纤维的取向基本上是沿着树脂的流向，但是，取向性的强弱受多种因素的影响。人们已知，一般有下列几种因素：注射速度越快，取向性就越强。厚度越薄，取向性就越强。厚度厚到一定程度，取向性就发生逆转。从宽广处进入狭窄处的部分，取向性增强。成型品的表面附近部分取向性强，中心层部分取向性弱。10、关于玻璃纤维的取向和成型品的异向性（之二）这里介绍玻璃纤维取向与成型收缩率异向性之间的关系。由于浇口位于端末、形状薄而细长，所以玻璃纤维自左至右沿流动方向取向。在树脂的流动方向上，由于玻璃纤维的伸张使成型品的收缩受到抑制而导致成型收缩率降低。另一方面，在树脂流动方向的横向垂直方向上，由于玻璃纤维的伸张效果小，致使成型收缩率不是很低，从而使成型品收缩率在树脂流动方向上与树脂流动方向的横向垂直方向上产生异向性。除了树脂流动方向和树脂流动方向的横向垂直方向之外，在其厚度方向上也会产生异向性。 在上述细长的薄板形状中，厚度方向上的成型收缩率比树脂流动方向的横向垂直方向上还要大。那么，各方向上的异向性究竟有多大程度的差异呢？树脂流动方向的成型收缩率比树脂流动方向的横向垂直方向小得多。有些材料使用了玻璃纤维一类长径比较大的填充物，在这种材料中因上述取向而导致的成型收缩率异向性较大，它往往成为变形的一大要素。在实际制品中，树脂的流动情况非常复杂。由于成型条件会与成型品形状一同产生影响，请您在设计时预测树脂的流动情况，在过去经验和知识的基础上来判断强度和收缩率。11、您的清机方法适当吗？其实，出乎意料的是，在成型问题中有不少是由于清机不足或清机方法不当而引起的。值此机会，再确认一次您的清机方法是否正确？何谓清机？所谓清机（purge）就是“驱逐”、“清除”之意，是指注塑成型中取代料筒内树脂的作业。在一般的注塑成型机中，只要不进行拆卸清扫之类的作业，就不能完全排除料筒内部的树脂。所以，改变材料时清机作业非常重要。具体的清机作业按以下程序进行： （1） 尽可能通过计量注塑，从料筒前端排出前次树脂A。（2） 投入后次树脂B，反复进行同样的计量注塑操作。随着树脂B的计量注塑，将料筒内残留的树脂A一起排出。通过反复操作，渐渐将树脂A从料筒中排出。有些部位容易残留前次树脂：但是，事实上如果只用后次树脂进行单纯的清机作业，是很难完全排出前次树脂的。因为成型机的料筒结构不是单一的，特别是在下图所示部位容易残留前次树脂。可以说，清机作业是通过机械力（螺杆的转动和前后移动），将这些部位的树脂进行有效的排出。 适合清机的成型条件是什么？那么，怎样才能有效地进行清机呢？首先，从成型条件开始介绍。（1） 设定较快的注塑速度，特别是对于喷嘴前端等处树脂的清机有效。（2） 设定较高的背压和螺杆转数对于螺杆上粘附树脂的清机有效。（3） 设定较少的计量和较多的注塑次数。这是因为开始注射的瞬间有加速度作用，对于粘附树脂的剥离效果强。与增加计量相比，增加次数对于清机更加有效。关于温度设定，请参照下项。这样设定温度！虽然在同系树脂的置换时没有问题，但在不同系树脂的清机时需要考虑各自的熔点。为了便于说明，我们假设前次树脂为A、其熔点为a，后次树脂为B、其熔点为b。（1） 当a b 时：如果树脂A与树脂B的可成型温度范围相重合，则在该温度下进行清机。但是树脂A粘度高、树脂B粘度低，清机效率不好。一般认为，此时最好使用清机料，这样还可降低成本。如果树脂A与树脂B的可成型温度范围不相重合，则几乎无法进行清机料，必须在两者之间使用清机材料。原则上，以前次树脂A的熔点a和后次树脂B的熔点b这两个温度进行熔融，而且将适合于树脂A、B的树脂C作为清机料，以ACB的方式进行清机作业，这是最理想而切实的清机方法。如果中间不插入清机料，则可能会发生各种问题。对此，敬请大家予以注意。前次树脂非常难以排出时：有些树脂用单纯的清机方法难以排出。此时，请尝试使用以下方法： 在喷嘴顶出的状态下，设定高背压（5Mpa以上）使螺杆转动。 不仅使用大注塑量，而且使用大抽塑量。使螺杆剧烈进行前后运动。 计量位置经常变化而不固定。 如果使用填充玻璃纤维的清机料，由于玻璃纤维的切削作用，有希望获得剥落粘附树脂的效果。12、关于UL：在谈论塑料的电气特性和难燃性时，我想大家会经常听到UL和黄卡等词语。下面对UL和黄卡进行介绍。何谓UL？所谓UL（全称为 Underwriters Laboratories Inc.）是作为第三者的立场对工业制品的安全性进行评价的美国的一家非营利团体。在美国，几乎所有的全部州政府都对电气制品赋予了必须取得UL认定的义务，事实上它已成为美国事实上的通用标准。虽然成为UL对象、有种类繁多的试验科目，并且其UL进行的试验方法和规格也多种多样，但是其服务大致分为以下4种：一是对最终制品的列名服务（Listing）。这是针对象个人电脑等消费者直接使用的产品所进行的服务。UL对制品的安全性进行检查，如果试验合格，则向外界发布该制品已通过UL的安全认定，并允许该制品标注UL的认定标记。二是对部件或材料的认可服务（Recognition）。所谓部件，就是指不被单独使用的制品，例如印刷电路板、变压器等。部件试验合格时，向外界发布该制品已通过UL的安全认定，并允许该制品标注UL的认定标记。对于材料，则有些不同，是要通过判定材料的性能来划分品级。比如塑料材料的燃烧性按照UL94的标准进行评价，这相当于认可服务。三是分类服务（Classification）。除了评价是否符合UL标准以外，还评价是否符合国际标准及海外标准。合格时，对外发布制品已通过认定，并允许制品使用认定标记。附带说明一下，列名、认可和分类的认定标记各不相同，一眼即可分辨。最后，四是已列名和认可的制品或部件还将接受不定期的抽查，考核所生产的制品是否与UL评价时的结果相同。这种服务叫做成果追踪服务（Follow up）。黄卡（数据单）：所谓黄卡就是在接受上述认可时、在UL注册的材料或部件的数据单。这些数据汇集而成的小册子称做黄皮书。黄卡可以从UL或生产厂家邮寄索取，但现在可以从UL网页直接查阅，可以说是非常方便。数据单的读法：由于UL黄卡的文字、符号等表示较为独特，对初次阅读的人来说较难理解。下面将对黄卡中主要内容的读法及单词的意思进行记述，请参照。数据内容在下面的例子中，以颜色为天然色或黑色、厚度为1mm的试片进行试验时，难燃性为V-0、0.5VB，HWI为4级，HAI为0级，RTI为140。IEC标准未测定。由于CTI不因厚度而改变，所以为2级。HVTR为0级，D495评价为6级。数据用语说明用语含义说明Color颜色NC 为天然色（无着色的颜色）BK为黑色 ALL为全部颜色。Min. Thick.试片最小厚度单位为mm。在上述黄卡中，试片厚度为3mm时，难燃性为5VA。试片厚度为1mm时，难燃性为5VB。Flame Class难燃性根据UL94标准判定材料的难燃性水平。按照HB、V-2、V-1、V-0的顺序，难燃性依次增大。一般说的难燃材料指的是V-0。除了传统的评价方法之外，还设定了上一级的5V评价。作为定位，难燃性顺序依次为V-0、5VB、5VA。由于5V评价的试验方法与传统相比有些不同，所以卡中象“V-0、5VA”那样就表示进行了两个试验。HWI热金属丝的发火性是Hot wire ignition的缩略语。将镍丝缠绕在试片上，使规定电流从中通过。按照到开始燃烧的时间，将材料难燃性分级。到开始燃烧的时间12分钟者为1级。到开始燃烧的时间715秒钟者为4级。级别的数字越大，材料越容易燃烧。HAI高电流弧的发火性使高电流电弧在试片旁边飞过。根据到燃烧为止所需要的飞过次数，将材料难燃性分级。级别数字越小，材料越难以燃烧。RTI相对保证温度是UL保证材料使用的最高温度。单位为。有时也只标注为TI（保证温度）。Elec表示对于电气特性的TI ；imp表示有冲击负荷时的TI；str表示静态下的TI。IEC国际电气化标准会议是电气领域中的国际标准化组织。相当于非电气领域的ISO、通信领域的ITU。GWIT灼热丝发火温度是Glow wire ignition temparature的缩略语，是IEC规定的燃烧性指标之一。GWFI灼热丝燃烧指数是Glow wire flammability index的缩略语，是IEC规定的燃烧性指标之一。CTI相比耐漏电起痕指数是Comparative tracking index的缩略语，是表示耐漏电性的指标。在对绝缘物表面施加电压的状态下，使电解液滴落于电极间的成型品表面，评价到何电压为止不发生漏电破坏。按照耐压值从0到5进行分级。数字越小，耐漏电性越高。PTI保证耐漏电起痕指数Proof tracking index的缩略语。试验方法本身与CTI相同。目前，对每一个耐压值从0到5进行分级。PTI与CTI的不同之处在于： CTI改变施加的电压，求得材料的最大耐压值，从而决定起痕指数。而PTI所试验的电压是一个点，只表示该点是否能耐受住电压。换言之，假设PTI为150V，则说明该材料的漏电起痕性能耐受到150V，而且实际中可能比该值还高。另一方面，由于CTI求的是最大耐压值，不会具有大于标注值的实力。HVTR高伏特电弧起痕速度High voltage arc tracking rate的缩略语。表示单位时间内痕迹行进的距离。以数值分级，数值越小，行进速度就越慢。D495ASTM- D495ASTM制定的耐电弧性标准。IEC:BPIEC版球压温度IEC制定的标准之一。除了少数装置与通常的球压温度不同之外，其它装置基本相同。13、何谓蠕动破坏？对部件施加负荷或造成变形时，部件就会产生应力或应变。由于这种应力或应变的原因，部件经过一段时间发生破坏的现象就是蠕动破坏。 蠕动破坏按照其作用机理大致分为两类。一类是因受到一定负荷的情况下而引起的定应力蠕动破坏。另一类是因受到一定变形的情况下而产生的定应变蠕动破坏。从一些实验数据可以看出：负荷越大，发生破坏的时间越短。定应变蠕动破坏是在嵌入成型品、嵌出成型品和螺丝紧固等部位上常发生的现象。将嵌入成型品放置一段时间后，如发生断裂现象就相当于发生定应变蠕动破坏。定应变蠕动破坏的寿命取决于所受应变的大小，应变越大，发生破坏的时间越短。蠕动破坏在很大程度上还受使用部件的环境温度的影响。设计树脂部件时，发生蠕动破坏的时间必须大于部件所需要的寿命，并且必须做充分的耐久性试验来进行确认。14、关于变色：由于塑料是化学制品，在长期处于高温和光照等环境下，颜色就可能会发生变化。所谓变色物质：成型品变色时发生了什么问题呢？ 所谓变色意味着成型品中包含的部分物质发生了的化学性质可能变化。关于变色原因需要按各种构成物质进行考虑。一般而言，塑料由下列5种物质中的几种物质所构成：（1）聚合物（树脂）、（2）稳定剂、（3）赋予性能的物质、（4）填充料、（5）其它树脂。（1） 聚合物的变色 许多制品几乎不会发生“（1）聚合物”变色的问题（但是,强烈加热使之炭化或产生焦油状物质时，则另当别论），例如夺钢就是如此，这是因夺钢的基本单体为甲醛的缘故。在有机物质中，由于产生颜色的结构是限定的，可根据聚合物的结构来判断其是否容易发生某种程度的变色。例如人们已知，氨酯系等树脂的基本骨架容易形成共价双键，因而容易受紫外线等因素的作用而发生变色。（2） 稳定剂的变色：树脂材料中添加的稳定剂具有以下的性质：吸收紫外线等物质的光能或捕捉游离基。由于紫外线能量和游离基会分解聚合物，所以由它们的稳定剂代替聚合物进行反应，以防止聚合物的劣化。然而，越是有效的稳定剂，其反应后往往越容易发生变色。特别是醌型等具有芳香族或氟类环状结构的稳定剂，虽然它们在市场上种类最多、性能最好，但变色也最趋于明显。（3） 赋予性能的物质：对于赋予性能的物质，其性质和使用方法的不同，所以需要个别判断，不能一概而论。（4） 填充料：许多填充料可以说几乎没有变色的问题，例如玻璃纤维和矿物类填充料就属此类。但是，在作为制品销售的玻璃纤维等材料中，由于那种添加有少量的粘接剂（环氧树脂等），所以这些树脂存在着因受热劣化而变色的可能性，尽管这种可能性非常小。（5） 其它树脂：其它树脂的变色问题基本上与（1）相同。综上所述，引起变色的可能性最大的物质是稳定剂。但是为了防止聚合物劣化而不得不使用。现在，稳定剂厂家依然在开发效果更高、而且变色更小的稳定剂。同时，包括本公司在内，许多树脂厂家也在研究更好使用稳定剂的方法。引起变色的因素：引起材料变色的因素可归纳为以下几项：1. 由热能引起 如果树脂被置于高温环境下发生热分解，有时就会产生游离基。此外，一般而言，如果树脂在成型机料筒内长时间滞留，就会生成焦油状物质，使颜色变为茶色或黑色。2. 由光能引起 日光无须赘言，甚至荧光灯也放射有紫外线。如果长时间置于这种环境，树脂就会受紫外线的作用而变色。由于是稳定剂的性质发生反应，所以颜色在黄色至茶色之间。由于吸收能量的多少因成型品的颜色而异，所以变色的速度也因成型品的颜色而各不相同。3. 由机械（物理）能引起 有时机械能变为热能，引起树脂变色。具体而言，就是成型机在计量区未对树脂实行充分加热就欲强行将其移送的时候。变色的对策：由成型引起的变色 成型时变色的最大因素就是树脂在料筒内的滞留。对此，可采取尽力缩短树脂滞留时间、长时间放置后采取充分置换树脂的对策。同时，使用难以变色的品级也是一个有效的对策，此外，为使变色不明显而预先选用黑色品级制品也是其对策之一。由光引起的变色 在室内使用时，由光引起的变色非常缓慢。如果是日用品等，大概可以达到可以被忽视的程度。此时，值得特别注意的是荧光灯。例如在仓库等处保管制品时，最好遮挡光线，避免其直接照射，并且随时熄灭荧光灯。在室外及汽车内等日光直接照射的场所使用时，建议选择耐候品级制品，例如在夺钢等制品中就有这种品级制品。 术语：游离基 电子在原子内部通常成对存在。但是，在极个别情况下这种成对的电子因受热、光的作用而破坏，以单独的形态存在。含有这种电子的原子或原子团叫做游离基。游离基活性高、极不稳定，一旦产生就会迅速分解该物质或与其它物质发生反应。游离基与树脂发生反应时，往往分解其主链，使其机械性能下降。15 关于介电常数和损耗系数：“介电常数”和“损耗系数”的具体含义。“介电常数”： 给绝缘体施加电场时，物质中的原子或分子将分成偏向正电荷的部分和偏向负电荷的部分（这种现象称为电介质极化）。表示电介质极化难易度的系数称为介电常数，它是物质的一种固有值。简而言之，它表示每种物质的“储电容易度”。此外，出现电介质极化的物质称为电介质。常见的电介质有陶瓷、塑料、云母、玻璃等。这些都是利用“储电容易度”而被用于电容器等。 表1. 介电常数示例物质介电常数空气1水（因温度而发生很大变化）80玻璃516聚酰胺34氟树脂2陶瓷（氧化钛）7200陶瓷（钛酸钡）250015000“损耗系数”： 给绝缘体施加交流电压时，分子在电阻的作用下发生振动，部分电能转化为热能，从而使绝缘体发热。作为此时电能损失程度的衡量标准，人们引入了损耗系数这一概念（充电电流与损失电流之比）。一般来说，为了减少电能损失，损耗系数的值越小越好，但像把电能损失而产生的热量用于医疗和半导体干燥等场合的感应加热那样，有时也需要较大的损耗系数。IH烹调加热器虽说家电产品已经跨入成熟市场阶段，但其中的IH（Induction Heating电磁感应加热）烹调器仍在继续成长，而且今后也值得期待。开关盒：IH加热器的内部温度会非常高，因此部件也要有很好的耐热性。随着形势的发展，近年来人们也要求其具有阻燃性。由于是外装部件，因此还应美观。温度变化会导致翘曲，由此低翘曲性也很重要。成型时当然也不要发生翘曲。材料：阻燃加纤PBT+PET侧盖：与开关盒相同，侧盖也要有耐热性、阻燃性、良好外观以及低翘曲性。格栅抓手：格栅抓手也属于外装部件，因此也要有耐热性、阻燃性、良好外观以及低翘曲性。管圈：用来排出主体内的热气。应有良好的耐热性和低翘曲性。铁氧体基座：用来固定IH加热器内的电磁感应线圈。上面紧挨着盖板和烹调器具，因此要有很好的耐热性，强度和尺寸稳定性也必不可少。材料：PPS树脂端子盖 端子盖有时安装在电磁感应线圈的连接处，因此要有良好的耐热性和尺寸精度。LED遮光罩：可通过LED仪表等来了解IH加热器的工作状况。遮光罩用来增强LED的照明效果，因此也要有良好的耐热性。COC树脂是一种非常透明（可视光透过率高达90以上）的树脂材料。在透明树脂中其薄壁流动性最好，因此被用于手机导光板等。有HDT:150之类的高耐热等级，因此也被用于LED灯罩等。此外还具有良好的水蒸汽阻隔性的和耐电子灭菌性等，因此也被用于水质检查容器瓶等。有意思的是它还具有良好的发泡性，因此也被用作包装缓冲材料。COC具有能与PMMA相匹敌的光学性能和与PC同等或超过它的耐热性，还由于它几乎不吸水，因而还是具有高度的尺寸稳定性等优良的性能的树脂。优良的光学性能unitCOCPCPMMA全光线透过率*%9187-8991-92折射率-1.531.591.49阿贝数-5830-3157-58双折射nm206520光弹性系数10-12Pa-1-2 to -766 to 70-4.5 to -4.8饱和吸水率% 0.010.20.3COC具有非常高的水蒸汽气密性一、目前世界上最重要最常用的五大工程塑料简介工程塑料是指能在工程上作为结构材料应用的塑料。与通用塑料相比，其耐热性和力学性能高得多；与金属相比，其比强度和比模量均超过钢铁，而且易加工，便于组装。此外，它还具有良好的耐磨性、抗震性、自润滑性、电绝缘性、耐腐蚀性及化学稳定性。目前，工程塑料中产量大、应用广的品种主要有聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚酯（PBT、PET）和聚苯醚（PPO）。1.1聚酰胺 (PA)PA66是Du Pont公司于60年率先实现工业化的产品。它具有耐热性、力学性能、成型加工性相平衡的优点，因而在汽车、机械、电气电子、办公自动化设备、建材等领域广泛应用。其需求量列五大工程塑料之首位。PA的品种构成为：PA6约占55，PA66约占35，PA610、PA1010及其共聚产品约长10。聚酰胺6聚已内酰胺，别名，尼龙6，锦纶6，缩写代号PA6。密度1.14g/cm3 ，熔点215220，具有优良的耐磨性，面油性，耐化学品腐蚀性和自润滑性，较高的机械强度，硬度，韧性和耐热性，电性能良好，耐紫外线和日光，低温性能优良，易吸水，尺寸稳定性差。易深于硫酸，甲酸和酚类中。聚酰胺66聚自己二酰已二胺，别名尼龙66，锦纶66，缩写代号PA66，密度1.141.15 g/cm3,熔点252260，具优良的耐磨性、自润滑性、耐油性、耐热性、耐化学药品性。电气绝缘性、耐低温性和机械强度。与尼龙6相比，尺寸稳定，有较高的硬度、刚性和抗蠕变性能。能耐酸、碱和大多数的无机盐的水溶液，能耐卤代烷、烯类、酯类、酮类等有机溶剂，易溶于硫酸，酚类和甲酸。吸水性大，能燃烧，但具自熄性。聚酰胺1010聚癸二酰癸二胺，别名尼龙1010，锦纶1010，缩写代号PA1010。密度1.031.05g/cm3,熔点195210，吸湿性低，耐寒性好，有抗菌的作用，有高度延性、刚性、耐磨性和自润滑性，富有弹性，冲击时只弯曲不断裂，介电性能较好。不溶于烃、酯类、低级醇及一般有机溶剂，能溶于浓硫酸、酚类（苯酚、甲酚等）和甲酸等。聚酰胺610聚癸二酰已二胺，尼龙610，锦纶610，密度1.071.09 g/cm3，熔点215220，能缓慢燃烧，但离火后自熄。与PA6、PA66相比，吸水性低、尺稳定性好、耐磨、耐油、耐强碱弱酸和一般有机溶剂，可溶于酚类和甲酸，有较高的韧性、机械强度和电性能。刚性低，加工性良好。1.2聚碳酸脂 (PC)PC是通用工程塑料中唯一非结晶性透明材料。主具有优异的耐冲击性、耐热性、耐酸、介电性及耐寒性。透明颗粒，密度1.20 g/cm3，熔融温度220230，长期使用温度为60120，热分解温度340。熔融粘度高，透光率达8590，吸水性低，但对湿气的吸附性强，尺寸稳定性好，易着色，刚硬而具韧性，冲击强度尤为突出，抗弯，抗拉，抗压强度十分优越，耐热性、耐寒性、耐蠕变性、电绝缘性和耐大气老化性能优良，耐药品性较差，对室温水、稀酸、氧化剂、还原剂、油脂、脂肪烃和环烷烃稳定，但不耐碱、胺、酮、酯、芳香烃等，能溶于二氯甲烷、二氯乙烷、氯苯、甲酚等，而疲劳性较差，易产生应力开裂，对缺口敏感。可用玻纤增强提高其性能和使用寿命。用途：齿轮、轴、螺钉、工具外壳、电气仪表零件和外壳、各种家电外壳、航空透明材料、车船挡风玻璃等。1.3聚甲醛 (POM