塑料物性表介绍 黄皮书参考幻灯片

1、長華塑膠公司,長華塑膠股份有限公司,Lance,陈马,長華塑膠公司,何謂,Datasheet,Datasheet,或中文稱,物性表,由物性表可概略了解該規格為何種原,料，是哪家公司的哪個品牌，並列出依標準規範所測試的各種物性之代表值,部分物性表也會包含製造商建議的成型條件資料。使用者可藉由這些數據,了解材料的特性加以選擇、比較，且於成型時，可作為加工的依據,一般物性表都會列出物理特性、機械特性、熱特性、電氣特性,等幾大類材,料特性。接下來會一一介紹,長華塑膠公司,Datasheet,常見之測試規範及單位,常見的測試標準,ASTM,美國材料與試驗協會,American Society for T

2、esting and Materials,之標準,UL-746,UL-746A,塑膠材料的短期性物性評等,UL-746B,塑膠材料的長期性物性評等,UL-746C,塑膠材料的電氣用途評等,部分電氣特性相關項目會以,PCL (Performance Level Categories) Code,來標,示其評等,PCL,值愈小其特性愈佳。如：高電流電弧起火測試,HAI,熱,線圈起火測試,HWI,相對電痕指數,CTI),等,ISO,國際標準組織,International Organization for Standardization,所訂定之標準,常見的單位,SI,國際單位,MPa J/m,Me

3、tric,公制單位,kgf/cm,2,kg,cm/cm,British,英制單位,psi ft,lb/in,UL-94,UL,所制定的耐燃度標準。塑料通常會用,水平燃燒性測試,HB,垂直燃燒性測試,V2,V1,V0,5V,燃燒性測試,5V,A,5VB,等,三種測試法去定義耐燃度,長華塑膠公司,測試項目說明,項,目,說,明,標,準,單位,SI,Mechanical,機械特性,Tensile Stress, yld,伸張強度,降伏點,材料在降伏點的拉伸強度,ASTM D 638,MPa,Tensile Stress, brk,伸張強度,斷裂點,材料在斷裂點的拉伸強度,ASTM D 638,MPa,

4、Tensile Strain,伸張應變,材料拉伸的伸長量，若無標示，通常指斷裂,點的伸長量。脆性,or,韌性,ASTM D 638,Flexural Stress,彎曲強度,材料彎曲測試的強度,ASTM D 790,MPa,Flexural Modulus,彎曲模數,彎曲模數代表欲產生相同的應變,變形量,受,需施的力，值愈大表材料剛性愈強,ASTM D 790,MPa,Hardness , Rockwell,硬度,材料硬度，塑料通常用,R,M,兩種級別,ASTM D 785,Taber Abrasion,磨耗測試,材料的耐磨耗程度,ASTM D 1044,mg/1000cy,長華塑膠公司,測試

5、項目說明,項,目,說,明,標,準,單位,SI,IMPACT,耐衝擊特性,Izod Impact, unnotched,Izod,衝擊強度,無缺口,以落錘衝擊方式測試材料能承受,外力衝擊的程度,ASTM D 4812,J/m,Izod Impact, notched,Izod,衝擊強度,有缺口,同上，但一般多以此有缺口之值,做為參考,ASTM D 256,J/m,Charpy Impact, V-notch,Charpy,衝擊強度,原理同,Izod,衝擊測試，方法不太,同相,ISO 179/1eA,KJ/m,2,Tensile Impact,拉伸衝擊強度,以拉伸衝擊的方式，測試材料能,承受高速拉

6、伸的程度,ASTM D 1822,KJ/m,2,Falling Dart Impact,落下測試,以鋼球落直落下測試耐衝擊強度,此多用於成品測試上,ASTM D 3029,J,J/m,kg,cm/cm,KJ/m,2,注意,在,Impact,測試常會看到不同的單位，其中,J/m,和,kg cm/cm,是可以換算的,但和,KJ/m,2,無法直接換算，所以當在不同材料的物性表上，分別以此兩類,標示時，請勿直接比較，應找出相同單位之數據後再做比較,長華塑膠公司,測試項目說明,項,目,說,明,標,準,單位,SI,THERMAL,熱的特性,HDT,熱變形溫度,測試荷重之下，材料剛性降低開始變,形之溫度,A

7、STM D 648,RTI, Elec,長期使用溫度,電氣,一定溫度空氣中暴露,10,萬個小時，初,期的,電氣特性,介電強度,降到,50,的程度的溫度,UL 746B,RTI, Mech w/impact,長期使用溫度,動態,一定溫度空氣中暴露,10,萬個小時，初,期的,動態機械特性,伸張衝擊強度,降,到,50,的程度的溫度,UL 746B,RTI, Mech w/o impact,長期使用溫度,靜態,一定溫度空氣中暴露,10,萬個小時，初,期的,靜態機械特性,伸張強度,降到,50,的程度的溫度,UL 746B,CTE,線膨脹係數,塑膠材料也會冷縮熱脹，以此係數用,來計算溫差造成的尺寸變化量,

8、ASTM D 831,1,Vicat Softening Temp,維卡軟化點,此測試可測得塑膠開始軟化的溫度,ASTM D 1525,長華塑膠公司,測試項目說明,項,目,說,明,標,準,單位,SI,PHYSICAL,物理特性,Specific Gravity,比重,標準溫度、壓力下，材料密度和水密,度的比值,ASTM D 792,Water Absorbsion,含水率,材料吸收空氣中水份的程度,ASTM D 570,Mold Shrinkage,模收縮率,成型後，成品冷卻時收縮之尺寸和原,模具尺寸之比率,ASTM D 955,Melt Flow Rate (MI,熔融指數,顯示材料流動性高

9、低的指數,ASTM D 1238,g/10min,注意,MI,愈高，表示黏度愈越低，亦即流動性愈好，通常也表示分子量也比較低,不同種類的材料間，其,MI,的測試標準不同，不能直接以,MI,比較非同類材料,即使是同類材料時，仍可能有溫度和荷重的不同，也請注意,長華塑膠公司,測試項目說明,項,目,說,明,標,準,單位,SI,ELECTRICAL,電氣特性,V,olume Resistivity,體積阻抗,材料的體積,厚度方向,之絕緣阻抗稱為體積阻抗,ASTM D,257,Ohm-cm,Dielectric Strength,絶緣破壞強度,材料單位厚度能承受最高電壓抵抗破裂的性質,部份材料的高吸水率

10、會使絶緣破壞強度降低,ASTM D,149,KV/mm,Arc Resistance,耐電弧性,在表面放兩電極用高電壓、低電流產生電弧測量,因表面碳化使材料,失去絶緣性的時間長短,ASTM D,495,PLC,Code,Hot Wire Ignition (HWI,熱線圈起火測試,以鎳絲繞於試片上，並通電加熱，以材料,起火的,時間快慢,來看塑膠材料相對耐起火性,ASTM D,790,PLC,Code,High-V,oltage Arc Tracking,Rate (HVTR,高電壓電弧點燃測試,以高電壓、低電流的電弧放電，在材料表面上產,生會導電的碳化痕，以,碳化痕的成長速度,區分,UL 74

11、6A,PLC,Code,High-Current Arc Ign (HAI,高電流電弧點燃測試,是將電極與試片的表面接觸，產生每分鐘,40,次的,電弧測試多少次放電會使試片會起火,UL 746A,PLC,Code,Comparative Tracking Inde,CTI,漏電指數,測試多大的電壓下，在電極中滴下,50,滴電解液可,以造成碳化的導電通路，以比較,在濕潤狀態下絕,緣材料能承受電壓的程度,ASTM D,1044,PLC,Code,長華塑膠公司,測試項目說明,項,目,說,明,標,準,單位,SI,FLAME CHARACTERISTICS,燃燒特性,UL94 HB,UL,防火等級,HB

12、,級,水平燃燒測試,UL94,測試中最差的,等級,UL94,mm,UL94 V-0 / V-1 / V-2,UL,防火等級,V0/V1/V2,級,垂直燃燒測試，由優到劣依序為,V-0, V-1, V-2,UL94,mm,UL94 5V,A / 5VB,UL,防火等級,5V,級,此燃燒測試為,UL,中最嚴苛的一項,5V,A,比,5VB,好,UL94,mm,CSA flammability,此為加拿大之標準，又比,UL94-5V,更嚴苛,CSA LISTED,File No,Oxygen Index,含氧指數,空氣中的含氧量約,21,若材料燃,燒所需之含氧量高於,28,視為不易,燃材料,ASTM

13、D 2863,UV-light, water exposure,immersion,UL,對材料耐候性測試，共分三項,全過為,f1,至少過一項為,f2,UL 746C,長華塑膠公司,測試項目說明,項,目,說,明,標,準,單位,SI,Optical CHARACTERISTICS,光學特性,Light Transmission Rate,透光率,光能穿透材料的比率,ASTM D1003,Haze,霧度,透明、半透明材料對光線穿過時產,生的霧化程度，愈高愈不透明,ASTM D1003,Refractive Index,折射率,光線通過透明材料時折射的角度,ISO 489,Yellowness In

14、dex,黃化指數,受光熱影響材料容不容易黃化的程,度,ASTM D1925,長華塑膠公司,成型條件說明,項,目,說,明,單位,SI,Drying Temperature,乾燥溫度,Drying Time,乾燥時間,hrs,Drying Time ( Cumulative,最長乾燥時間,累積,hrs,Maximum Moisture Content,成型時,最高含水率,Melt Temperature,熔融溫度,Nozzle Temperature,噴嘴溫度,Front-Zone 3 Temperature,前段,3,區溫度,Middle-Zone 2 Temperature,中段,2,區溫度,

15、Rear-Zone 1 Temperature,後段,1,區溫度,Mold Temperature,模溫,Back Pressure,背壓,MPa,Screw Speed,螺桿轉速,rpm,Shot to Cylinder Size,射出比率,射一模的量和料管總容量比,Vent Depth,排氣間隙,mm,長華塑膠公司,卧式注塑机动态图,長華塑膠公司,立式注塑机动态图,長華塑膠公司,塑膠的物性,原料的基本物性可藉由物性表,Datasheet,了解,規格名稱、地,區、材料種類,及主要特點描,述,機械特性,耐溫特性,物理特性,電氣特性,防火度特性,耐衝擊強度,測試標準,長華塑膠公司,塑膠的物性,C

16、.O.C,新出廠的原料可由出廠檢驗報告,C.O.C,檢視其物性是否在規範的範圍內,SPEC,出廠值,長華塑膠公司,標準、單位,SI,國際單位,The International System of Units,British,英制單位,Metric,公制單位,ASTM,美國材料與試驗協會,American Society for Testing and Materials,ISO,國際標準化組織,International Organization for Standardization,DIN,德國標準化學會,Deutsches Institut fur Normung,IEC,國際電工委員

17、會,International Electrotechnical Commission,JIS,日本工業標準調查會,Japanese Industrial Standard,長華塑膠公司,塑膠的物性,彈性,Elasticity,受力後變形,外力消失後回復原狀態的性質,塑性,Plasticity,受力後變形,外力消失後不完全回復原狀態的性質,黏性,Viscosity,非和類似氣體和液體等流體受外力時呈現的性質,靭性,Toughness,脆性,Brittleness,硬度,Hardness,剛性,Rigidity,強度,Strength,長華塑膠公司,塑料測試,試驗片,長華塑膠公司,塑膠的物性,硬

18、度,硬度,從外部對物質施加短時間的局部力,集中荷重,從當時物質的變形,程度，判斷對物質的阻力,長華塑膠公司,塑膠的物性,剛性,簡單說,剛性,就是指容不容易變形,剛性,d,h,PE,mg,h,U,P,PL,EI,P,mg,mghEI,L,d,d,d,1,2,3,2,6,3,3,p,長華塑膠公司,塑膠的物性,韌性,玻璃很硬，只要少許的變,形就會破裂，這種性質稱,作,脆性,反之，在受外力,作用之下能有較大的變形,而不被破壞就是,韌性,長華塑膠公司,塑膠的物性,強度,強度,則可做為,剛性、韌性、硬度,等材料特性的總稱,強度好就是指能承受外力而不容易壞的意思,如：拉伸強度、彈性強度、衝擊強度,長華塑膠公

19、司,塑膠的物性,機械性質,種類,機械強度種類,拉伸,壓縮,彎曲,剪斷,長華塑膠公司,塑膠的物性,應力與應變,P,P,P,P,P,L1,L1,L0,L0,L1,L1,拉伸應變,壓縮應變,剪斷應變,長華塑膠公司,塑膠的物性,靜態機械性質,1,拉伸,2,壓縮,3,剪斷,4,彎曲,5,扭曲,6,硬度,長華塑膠公司,塑膠的物性,機械性質,耐衝擊性測試,衝擊強度,Izod Impact,擺鎚強度,Charpy Impact,落球測試,Drop-ball test,測試方試,長華塑膠公司,塑膠的物性,應力與應變之相對關係,Y,降伏點,E,P,B,延性斷裂,荷,重,拉,伸,變形,伸張, ,比例界限,彈性界限,

20、0,Kg/c,E , B,P,Non-GF,GF,脆性斷裂,模數,長華塑膠公司,塑膠的物性,拉伸應力,應變曲線,拉,伸,應,力,應變,伸度,軟脆材,硬脆材,硬強材,軟而強韌,強韌材料,長華塑膠公司,塑膠的物性,應力與應變之相對關係,各種塑料比較,長華塑膠公司,參考資料,伸張強度,Tensile Stress,應變,Strain,伸張強度、伸長率,應變,彎曲強度、彎曲模數，這幾項測試都可以在如下方左圖,的萬能測試機上做測試,下方右圖為拉伸測試的做法，上下夾鉗會夾住試片，然後以固定速度將試片拉伸,而夾在試片中段的伸長計是用來測量試片的伸長量,應變,過程中所測得的受力,應力,和,伸長量,應變,的變化

21、會繪成應力,應變曲線圖,測量長度變化,ASTM D638M / ISO R527,長華塑膠公司,A,B,C,拉伸測試所得結果為如右下圖之應力應變圖,伸,張,強,度,X,Strain (,A,Yield Point,降伏點,Break Point,斷裂點,S,T,R,E,S,S,伸長率,P,比例界限,Modulus,模數,E,B,C,彈性界限,模數,在比例界限內應力對應變的比值,E =,降伏點,應力,應變曲線上，當應變增加但應力沒有增加的點,在物性表上的,伸張強度,應變,這二項，會看到有,yld,或,brk,的標註，這是代表,其值是取自降伏點或斷裂點,長華塑膠公司,參考資料,彎曲強度,Flexu

22、ral Stress,彎曲模數,Modulus,彎曲強度,用來測知材料抵抗彎折破壞的能力有多好,彎曲模數,應力,應變的比率,則相等於由應力應變曲線未變形段開始的切線的斜率,模數愈高,剛性,會愈好,通常塑膠在加,Filler,之後伸張強度、彎曲強度、模數都會增強，但伸長率,應變,會,降低，變成較脆性的材料,ASTM D790 / ISO 178,長華塑膠公司,參考資料,硬度測試,I ( Rockwell Hardness,洛式硬度測試，在金屬及塑膠的測試是相似的，測試時把塑膠置成圓板狀，用壓子以預負荷及,主負荷施壓後，依壓入的深度差計算其硬度。一般在塑膠常見的有,M,及,R,兩種標度,Scale

23、,如,PC,的洛式硬度為,M78,或,R118,硬度,為材料對外部施加短時間的局部力,集中荷重,的抵抗力,ASTM D785 / ISO 2039-2,長華塑膠公司,10,90,20,90,Shore A,Shore D,軟,硬,另外,TPU,之類的軟膠或橡膠，因為硬度較不足,無法用洛式硬度機來測試，可以,Durometer,測量,該方法分為,Shore A,或,Shore D,兩種標度，兩種測試,的儀器相似，差別在於測試探針的尖端不同，其結,果會以,Shore D 70,度,的說法表示,硬度測試,比較如下,ASTM D2240 / ISO 868,參考資料,硬度測試,II ( Shore H

24、ardness,長華塑膠公司,塑膠的物性,比較,各種工程塑膠硬度比較,原料,R scale,M scale,Polycarbonate,120,80,Nylon,120,90,PBT,120,HDPE,65,Polypropylene,190,Polyacetal,120,80,M-PPO,119,78,ABS,118-115,長華塑膠公司,塑膠的物性,比較,Hardness of Idemitsu PC,Shore Hardness,Rockwell Hardness,Pencil-Lead Hardness,D83,M75-85 , R120,HB,長華塑膠公司,參考資料,磨耗測試,Tab

25、er Abrasion Resistance,測試片,此測試是藉由測量測試片與表面,粗糙的滾輪摩擦的損耗量來判斷,材料的耐磨耗程度,試片會放在可旋轉的圓盤上，以,60RPM,的速度旋轉，上面的滾輪,會有荷重壓在試片上，在旋轉到,一定圈數後，測量其損耗量,單位,mg/ 1000 cycles,滾輪,ASTM D1044 / ISO 3537,長華塑膠公司,參考資料,Izod,衝擊測試,Izod Impact,Izod impact,測試已經是比較材料耐衝擊性的標準，一般多以,在試片上做,缺口,notched),之試片的測試結果作為參考,此試驗會將標準尺寸的試片夾在測試夾具上，讓擺錘以鐘擺,方式落

26、下擊斷試片，並以撞擊後擺錘擺盪的角度計算撞擊時,能量損耗多少，即材料受衝擊所吸受的能量,Notched,有缺口,Unnotched,無缺口,此測試,ASTM,及,ISO,規範的試片尺寸不同，且,ASTM,的單位為,J/m,ISO,的單位為,kJ/m,2,此兩單位,的結果不能直接換算比較。但若不得已要做比較的話，將,J/m,的值,除,10,可做概略的比較值,ASTM D256 / ISO 180,長華塑膠公司,參考資料,Charpy,衝擊測試,Charpy Impact,Charpy,與,Izod,測試主要的差異在於試片的放置方式,Charpy,測試的試片並沒有,夾具夾持，僅只是水平放置在定位座

27、上，且試片的缺口背向衝擊處,ASTM D256 / ISO 179,長華塑膠公司,參考資料,拉伸衝擊測試,Tensile Impact,這個測試可當作是一個高速伸張測試。它,也是利用擺錘對試片衝擊，然後計算試片,吸收的能量，裝置如右圖,ASTM D1822 / ISO 8256,長華塑膠公司,參考資料,落錘測試,Falling Dart Impact,落錘測試比較少見，但此法是,較具實用性的衝擊測試法,另也可依成品的需要，以不同,的高度或落錘重量模擬使用中,承受的衝擊力,ASTM D1709 / ISO 7765-1,長華塑膠公司,參考資料,熱變形溫度,DTUL, Deflection Tem

28、perature Under Load,HDT, Heat Deflection Temperature,ASTM 648 / ISO 75,Heat Deflection Temperature (HDT) values,measured by ISO methods may show lower,numbers,熱變形溫度的測試方式，是將試片,置於,23,的油槽中，試片中間加上荷重,1.80MPa or 0.45MPa,然後以每分鐘昇,溫兩度的速度加溫，觀察試片在多少度,產生變形且變形量達,0.25mm (ASTM,或,0.32mm (ISO,即是該材料的熱變形溫,度,長華塑膠公司,塑膠的

29、物性,比較,各種工程塑膠熱變形溫度比較,原料,0.45 MPa,1.82 MPa,PC,137-142,134-135,Nylon-6,158,60,PBT,150-160,58,HDPE,80-110,60-110,Polypropylene,110-130,60-70,Polyacetal,158,105-110,M-PPO,133,114-118,ABS,88-113,80-90,PC/ABS,90-129,80-112,長華塑膠公司,塑膠的物性,線膨脹係數,0,5.0,10.0,15.0,40,50,60,90,加熱溫度時,室溫冷卻,S,跨距,鐵板,3MM,ABS,3MM,撓度,ABS

30、,線膨脹係數,9 x 10 E,5,鐵板,線膨脹係數,1.2x 10 E,5,After 3 Hr,mm,Coefficent of Linear Thermal,長華塑膠公司,塑膠的物性,比較,各種工程塑膠線膨脹係數之比較,原料,線膨脹係數,x 10E-5 cm/cm/ C,PC,6.3,PC+30%GF,2.5,Nylon,9,PBT,9.4,HDPE,5.8-6.8,PP,6.0-8.5,POM,8.5,M-PPO,5.9,PS,6.1,ABS,8.0-9.4,Steel,1.1,Copper,1.8,Aluminum,2.4,長華塑膠公司,參考資料,維卡軟化點,VST, Vicat S

31、oftening Temperature,此測試是測量材料開始軟化的溫度。試片被放在油槽中，油的溫度會慢慢上升,觀察在多少度時尖端會插入試片達,1mm,的深度，即是維卡乾化點溫度。例如在電,器方面,UL746C,規定某些電氣設備的支架部件的維卡軟化點須達,115,度以上,ASTM D1525 / ISO 306,長華塑膠公司,塑膠的物性,物理性質,1,比重,Specific Gravity,2,吸水率,Water Aborption,3,成形收縮率,Mold Shrinkage,長華塑膠公司,塑膠的物性,比重,Specific Gravity,PS 1.04,PVC 0.95,PPO 1.08

32、,1.28,PC 1.18,1.52,ABS 1.04,1.22,PBT 1.31,1.64,PC+10%GF 1.42,Heavy Valox,2.46,陶瓷塑料,長華塑膠公司,參考資料,吸水率,Water Absorption,吸水率為塑膠材料吸收水分的程度，其測試法是先,將樣品烘乾後稱重，浸入水中,24,或,48,小時後，取出再稱,重，計算重量增加率而得吸水率,影響,成品外觀,製品尺寸,劣化絕緣電阻,或其他電氣性質,改變機械性質,耐化學性質,成多孔質,H,2,O,H,2,O,H,2,O,吸水率愈高的材料，在成型前的乾燥步驟就要做的更確實，建議能使用除濕乾燥機,但也有像,PA,這樣高吸水率

33、的材料，為避免成型乾燥困難，所以出廠時以鋁袋包裝以,隔絶水份透入，所以在成形時直接開包加工是可以的,ASTM D570 / ISO 62,長華塑膠公司,塑膠的物性,吸水率影響,吸濕率,分子量,成品外觀,IZOD,Ft-lb/in,0.070,0.031,19350,21500,銀紋,些許銀紋,9.0,13.1,0.022,0.011,22000,24000,良好,良好,13.4,14.1,Grade : S3000,PC,吸濕率與衝擊強度關係,長華塑膠公司,塑膠的物性,比較,PS 0.04,0.05,ABS 0.20-0.40,HDPE 0.01,AS 0.2,0.3 ,POM 0.16,0.

34、9 ,PA 1.20,10.7 ,PC 0.20,0.22 ,PBT 0.10 ,PPO 0.08 ,PEI 1.25 ,工程塑膠各種吸水率比較,長華塑膠公司,塑膠的物性,成形收縮率,Gate,成品尺寸,成形收縮率,常溫的模具尺寸,常溫的成形品尺寸,常溫的模具尺寸,A x 3,B x 3,分子配向性,纖維配向性,Mold Shrinkage,長華塑膠公司, ? ,平均值, ? ,PC 0.5,0.7 ,PC+GF 0.2,0.3 ,PC/ABS FR 0.5,0.7 ,PC/ABS HB 0.4,0.6 ,CY6120 0.3,0.5 ,PBT 0.1,0.3% , 0.7,0.9 ,PA 1

35、.1,2.0 ,如何判定模具之模收縮比率,長華塑膠公司,例,成品厚度,成品幾何形狀,流動距離,長度,Gate,數量,or,型式,尺寸精度,or,外觀要求,注塑條件,壓力,速度,0.5% 0.7 ,薄件,厚壁,單純,複雜,較短,較長,較多,較少,高,低,大,小,如何判定模具之模收縮比率,長華塑膠公司,參考資料,熔融指數,MI, Melt Flow Index,熔融指數，簡稱,MFI,或,MI,是將同種類的材,料，以相同的溫度及荷重條件去測試後，由單位時,間內取得的樣品重量，計算成,10,分鐘內流出的重量,值。可簡單地以比較,MI,值高低，知道流動性的好,壞。單位為,g/10min,除了重量值外，

36、也有以體積值計量的，其名,稱為,MVR ( Melt V,olume Rate,也是常看得到，其,單位為,cm,3,10min,塑膠每經一次的加熱塑形的程序，會因過程,中高熱的影響而造成分子量降低及物性變差，且黏,度降低而使得流動性增加。所以測塑膠成品的,MI,和原料的,MI,的差距，可做為成型過程是否造成材,料劣解的初步判斷方法,ASTM D1238 / ISO 1133,長華塑膠公司,MI,測試的兩個重要的條件是溫度和荷重。每種材料都會有其規範的溫度和荷重,可能多達四組條件。所以比較相同種類材料時，也要注意測試的條件是否相同,常用條件,PC,300,1.2 kg,PC/ABS,260,2.

37、16 kg,M-PPO,250,10 kg,2.0955mm,w,加熱器,T,長華塑膠公司,參考資料,表面阻抗,Surface Resistivity,G,試片,A,B,高壓側,水銀,金屬,環,一般塑膠材料的表面阻抗大概都超過,10,14,ohm/sq,而部份電子電氣設備需要,EMI,遮蔽或抗靜電效果時，可行的方法之一是選擇表面阻抗較低的材料,導電性樹脂之分類，主要是依其導電程度的表面阻抗，可概略區分,10,5,ohm/sq,的,電磁波遮蔽和無線電頻率遮蔽型,EMI/RFI,導電樹脂,10,5,10,9,ohm/sq,的,ESD,靜電消,散型導電性樹脂,或表面阻抗在,10,9,10,12,oh

38、m/sq,的,抗靜電型導電性樹脂,ASTM D257 / IEC 93,長華塑膠公司,參考資料,體積組抗,V,olume Resistivity,應用伏特數,穿透之塑膠體積,通過伏特數,t,體積阻抗,R,v,應用伏特數,通過伏特數,體積固有阻抗是代表材料的,電氣絶緣性的主要指標。尤其是,應用在電子、電氣零件等用途時,電氣的絶緣性特別重要,體積固有抵抗達,10,7,cm,以上,的材料即可稱為電氣絶緣材料,而大部份的工程塑膠體積固有阻,抗都達,10,14,cm,以上，具有良好,的電氣絶緣性,ASTM D257 / IEC 93,長華塑膠公司,參考資料,介電常數,Dielectric Constan

39、t,相對電容率,Relative Permittivity,Dielectric Constant,對高頻傳輸很重要，一般按字面直譯成介電常數，此詞的原正確說法是,Relative Permittivity,相對容電率,是指絕緣材料本身,容蓄,電荷多少的一種對比的尺度（相對,是針對乾燥空氣或真空），其原始是來自,電容,的概念,ASTM D150 / IEC 250,介電常數也會影響電磁波的材料的穿透，當介電,常數愈高，進入此介質的波的波長和速度會與介電常,數的平方根成成反比,在上下兩片平行的金屬板之間夾有有介電物質（介質），且當,兩者間存在電位差而形成電容器時，則介質中會,storage,一部

40、份電荷,其容納的多少端視不同介質而定，以空氣為,1,其他絕緣物質對,空氣的比值稱為該介質之介質常數，當介電常數或相對容電,率,愈大時，其被容納的能量也愈多。在電子電器的材料選用上,用做絶緣用的塑膠零件會要求介電常數,相對容電率愈小愈好,長華塑膠公司,參考資料,散逸因素,Df, Dissipation Factor,Df,對高頻通信很重要，又稱,Loss factor,Loss Tangant,是指導線中電流或訊號傳輸的能量多少會漏,入其周圍的介質中，所漏掉或失掉的與線路中剩下的二者之比值稱為,Df,有時,DF,會以損失角,tan,表示,IEC 250,以導體封裝材料與電路板基材方面為例，當,I

41、C,零件縮小尺寸及起始時間,rise time,後，降低零件間,的溝通時間就非常必要。訊號傳遞速度,Vp,與介電常數,的平方根成反比,Vp,C,1/2,其中,C,代表光速。因此必須降低基材的介電常數，方可使得傳遞速度增快，為一般電腦所需；或是使,得在相同傳輸時間，訊號傳遞面積可增加，且不會增加雜訊程度,另一方面，訊號處理用機器也要求高速化，尤其是在高頻率下訊號傳遞的高速化，如應用於攜帶型電,話,Microwave TV,掌上型電腦,CPU,全球定位系統、個人傳呼器等市場。於是要求低介電係數和耐熱,性佳的電路板。而訊號傳遞損失,L,與頻率,f,和介電常數,的平方根成正比,L,K,f / C,Df

42、,1/2,其中,K,為常數,Df,為,散逸因素,dissipation factor,。因為,未來市場趨向於高頻率化，為降低訊號傳,遞損失,L,，故必須降低基材的介電常數與散逸因素,才符合所需。此外，除了材料的低介電常數外,像高玻璃轉移溫度、低熱膨脹係數、低吸水性、易加工性、抗焊性等都必須考慮,長華塑膠公司,參考資料,絶緣破壞強度,Dielectric Strength,經由球狀與板狀電極在試片兩端持續,增加電壓，測試電壓穿透塑膠之值,其單位為,KV/mm,影響因素包括溫度和濕度，即材料吸,濕會造成影響,增加電壓,油,槽,導,線,導線,球,狀,電,極,板,狀,電,極,試,驗,片,ASTM D1

43、49 / IEC 243-1,長華塑膠公司,參考資料,耐電弧性,Arc Resistance, D495,鎢棒電極,電壓,12,500V,D495,耐電弧性判定基準,電弧抵抗,PLC,評等,420,秒以上,0,360,秒以上,未滿,420,秒,1,300,秒以上,未滿,360,秒,2,240,秒以上,未滿,300,秒,3,180,秒以上,未滿,240,秒,4,120,秒以上,未滿,180,秒,5,60,秒以上,未滿,120,秒,6,0,秒以上,未滿,60,秒,7,2,支鎢棒電極相對置於試驗片上,產生高電壓、低電流的電弧,12,500V,1040mA,測量表面因碳,化而導致絶緣性喪失的時間,AS

44、TM D495,長華塑膠公司,參考資料,HWI ( Hot Wire Ignition,熱線圈起火測試,鎳絲,電氣設備故障時，其電線、電阻等部分可能產生異常的高熱，而與周邊的絶緣材料接,觸的狀況下，有造成絶緣材料起火的原因。因此以電氣加熱的電線,鎳絲,來測試塑膠材料,相對耐起火性,試片的中央部分用鎳絲以,6.35,0.5 mm,間隔繞,5,圈，以特定電流通電，計算試片起火,的時間來分類,平均起火時間,PLC,評等,起火時間,120,秒以上,0,起火時間,60,秒以上,未達,120,秒,1,起火時間,30,秒以上,未達,60,秒,2,起火時間,15,秒以上,未達,30,秒,3,起火時間,7,秒以

45、上,未達,15,秒,4,起火時間,0,秒以上,未達,7,秒,5,ASTM D790 / ISO,長華塑膠公司,參考資料,HVTR ( High V,oltage Arc Tracking Rate,高電壓電弧點燃測試,No. 303,不锈鋼,此試驗以高電壓、低電流的電弧放電，使絶緣材料產生,碳化電痕,Tracking,而在材料表面上形成會導電的通路，以,此劣化性做為衡量的標準,1,電極在試片上尖端相隔,4.0 mm,2,當回路產生電弧時可動電極快速移開,3,當電弧消失後，再回到產生電弧的距離，然後再次移開,如此步驟重覆,2,分鐘後，測定碳化電痕的成長速度,Tracking,率,mm/min,P

46、LC,評等,10,以下,0,超過,10 25.4,以下,1,超過,25.4 80,以下,2,超過,80 150,以下,3,超過,150,4,UL 746A,長華塑膠公司,參考資料,HAI ( High Amp Arc Ignition,高電流電弧點燃測試,到起火為止平均,電弧數,PLC,評等,電弧數,120,次以上,0,電弧數,60,次以上,未達,120,次,1,電弧數,30,次以上,未達,60,次,2,電弧數,15,次以上,未達,30,次,3,電弧數,0,次以上,未達,15,次,4,這個測試是耐電弧起火試驗的代表方法，在很多的用途上被採用,其耐性是以計算到起火為止的放電次數表示，以對電弧放電

47、的耐起火性來區別固體,絶緣材料的特性是很有效的方法,電極和試片表面接觸，產生每分鐘,40,次的電弧，反復放電，觀察試片是否起火，是,否燒出洞來，測試會一直持續到總計,200,次為止,UL 746A,長華塑膠公司,參考資料,CTI ( Comparative Tracking Index,漏電指數,滴落嘴孔,此試驗用以比較在濕潤狀態下絕緣材料能承,受電壓的程度。實際生活上，若不小心將濕的插,頭插上電源時，是否因電痕形成短路有相關,試片表面每,30,秒,1,次滴下電解液,0.1 ,NH,4,Cl,計算試片產生絶緣破壞時電解液滴下的,次數。然後調整電壓求結果相當於滴,50,滴電解液,的電壓值，來比較

48、耐起電痕性，稱為,CTI,指數,比較耐電壓數,PLC,評等,600V,以上,0,400V,以上,未達,600V,1,250V,以上,未達,400V,2,175V,以上,未達,250V,3,100V,以上,未達,175V,4,0V,以上,未達,100V,5,ASTM D1044 / IEC 112,長華塑膠公司,參考資料,IEC Ball Pressure,測試步驟,1,將高溫烤箱預熱至待測溫度，並將球壓設備,BallPressure Apparatus,及測試用平台放,入烤箱預熱,2,將熱塑成型零件的塑膠測試試片，放入球壓設備的球面下,3,測試時間,1,小時,4,一小時後，取出試片，立即浸入冷

49、水中，使其溫度能在,10,秒內降至室溫,5,量測試片上，球壓凹痕的最大直徑,6,如此反覆測試，到球壓凹痕直徑為,2mm,時，該溫度為,IEC Ball Pressure,溫度,跟據電氣用品安全法，所測得的溫度再減,40,為較適當的使用溫度,直徑,5mm,鋼球,荷重共,20N,長華塑膠公司,參考資料,IEC Glow Wire,此試驗和,HWI,的目的相似，也是測試若塑膠材料和異常發熱的電線接,觸時，是否易造成火災的電氣安全性測試,長華塑膠公司,GWFI (Glow Wire Flammability Index,對連續三塊同厚度試片的測試標準,a,熱線移開後火焰或火星能在,30,秒內自行熄滅的

50、最高溫度,b,另外，置於下方的棉紙必須不被點燃,c,測試片不會起火,GWIT (Glow Wire Ignitibility test,測試標準,a,不形成火焰或火星,b,火焰或火星須在熱線移開後,30,秒內自行熄滅,c,置於下方的棉紙必須不被點燃,測試溫度,550,600,650,700,750,800,850,900,960,接觸時間,30,秒,測試溫度,500,550,600,650,700,750,800,850,900,960,接觸時間,30,秒,長華塑膠公司,塑膠的物性,自熄性,Flammability,防火性、自熄性,UL94,HB V2 V1 V0 5VB 5VA,差,好,UL

51、94,防火等級,長華塑膠公司,參考資料,UL94 HB,水平燃燒測試,UL94 HB,測試共會以三片試片來做，每片會做記號,如圖,Mark,試片水平放置，火源側傾,45,度，試片的一端用火源在固定位置燒,30,1,秒或是當材料,先燃燒到第一條記號,25.4mm,處時移開火源，同時計時，並計算材料延燒的速度,達到,HB,等級的要求,a,試片厚度,3.013.0mm,時，燃燒速率,40 mm / hr,b,試片厚度,小於,3.0mm,時，燃燒速率,70 mm / hr,或是,c,在燒到第二條記號,101.6mm,前停止燃燒,UL 94,長華塑膠公司,參考資料,UL94 V-0,V-1,V-2,垂直

52、燃燒測試,測試條件,UL 94 V-0,UL 94 V-1,UL 94 V-2,火源移開後各試片持續燃燒的時間,t1,或,t2,10 s,30 s,30 s,5,試片的延燒時間合計,t1+t2,50 s,250 s,250 s,第二火源移開後延燒加火星熄滅時間,t2 + t3,30 s,60 s,60 s,試片的延燒或火星有沒有到逹夾鉗的高度,無,無,無,有沒有滴落造成棉花燃燒,無,無,有,以火源燒試片兩次，每次燒,10,秒然後移開,火源。記錄火源移開後試片延燒或火星熄滅的,時間，並觀察下方棉花是否因試片的滴落而燃,燒起來，三者中,V-0,最佳,V-2,最差,試片厚度是依申請人想要申請的厚度而

53、可,變的。如看到耐燃性標示為,UL94 V-0 2mm,的話，表示該材料,2 mm,的厚度達,V-0,標準,UL 94,長華塑膠公司,參考資料,UL94 5V,A,5VB,燃燒測試,測試條件,UL 94 5V,A,UL 94 5VB,第五次火源移開後延燒加火星熄滅時間,60 s,60 s,有沒有滴落造成棉花燃燒,無,無,平板有沒有被燒穿,無,有,步驟一,以火源燒試片,5,次，每次燒,5,秒，然,後移開火源。記錄火源移開後試片延,燒或火星熄滅的時間，並觀察下方棉,花是否因試片的滴落而燃燒起來,步驟二,在,150mm,正方的試板以火源燃燒,看是否燒穿來分,A,級或,B,級,UL 94,長華塑膠公司,塑膠的物性,含氧指數,18,75,21,21,AIR (21,Material A,Burns in Air,Material B,Does Not Burn in Air,0% Oxygen,100% Oxygen,計算燃燒所需之空氣的最低含氧率,例塑料,A,在含氧率為,18,的空氣中可以燃燒，其含氧指數為,1