連接器用工程塑料要求﹕ 韌性﹐強度﹐剛性﹐尺寸穩定性﹐高阻抗﹐化學抗腐蝕力﹐耐熱性﹐ 高流動性﹐阻燃性……

工程塑料的特性由各種性能參數體現出來

每一種性能參數的獲得需要相關的測試方法和標準，本文為大家介紹塑料原料的各項性能參數匯總。

定義﹕灰份（ash）塑料在800C高溫下完全燃燒后所剩下的填充物的含量。

測試方法﹕800C 灼燒4小時﹔TGA測試

原理﹕

  工程塑料內之基本成分包括：

1）基材：樹脂本身

2）物性補強填充物：玻璃纖維、碳纖維、礦物質等。

3）界面活性劑：表面處理改質劑。

4）難燃劑：鹵素及非鹵素（磷酸脂）防火劑。

樹脂及其它添加劑在800C高溫會分解并燃燒掉﹐而填充物為非金屬材料﹐在此溫度不會分解﹐從而保留下來。

定義﹕

  melt flow index(MI)  單位﹕g/10min

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

測試標準﹕ASTMD1238

目的﹕測試熔融塑料材料在不同的溫度及荷重之下的擠出速率（流動性），提供成型現場射出條件設定參考。

通常只適用與非增強材料。

意義﹕表現材料在受到拉伸作用時的力學狀態

測試標準﹕ASTMD638

抗張強度（tensilestress）：

1）材料抵抗拉伸的能力。Force/area

2）降伏強度：在降伏點時的相對應力，稱為降伏強度。

3）斷裂強度：試片斷裂時所承受之最大應力。

降伏點（yieldpoint）：

當應變增加時，而應力沒有增加的臨界點，且將外力除去后，試片并不會恢復原狀。

伸長率（elongation）

1）降伏伸長率：試片從受力開始至降伏點為止的應變

2）斷裂伸長率：試片從受力開始至斷裂為止的總應變

彈性模數（elasticitymodulus）

應力—應變曲線之起始線性部分，合乎虎克（Hook’s）定律的部分，此區域的斜率即稱為彈性模數。

韌性（toughness）

應力—應變曲線下的面積，為單位體積物質在斷裂時所需要能量。

意義﹕表現材料在受到彎曲作用時的力學狀態

測試標準﹕ASTMD790

抗折強度（flexuralstrength）：當試片被彎曲至破裂時之最大應力值。

抗折模數（flexural modulus）：應力與應變的相對應比值,亦可稱為彈性模數。

此參數可以表現材料的剛性和硬度。

定義﹕材料受到極大應力作用且作用時間極短， 而材料對此作用力的承受程度，稱為耐沖擊強度。

表示式為﹕每單位厚度試片斷裂所需要的能量﹐

單位為 ﹕㎏-㎝／㎝

一般擺錘式耐沖擊試驗，依試片擺放方式不同可分為：

Izod：試片垂直擺放。

Charpy：試片水平擺放。

切口之目的：使應力集中，增加實驗結果的準確性。

熱示差掃描熱卡計（DSC）DifferentialScanning Calorimeter(DSC)

原理﹕以規定的升溫速度對試樣和參照物同時加熱﹐由于試樣融化或結晶是吸熱或放熱的過程﹐而參照物對熱不敏感。因此在試樣熔化或結晶時﹐其與參照物的熱量差被儀器記載下來﹐從而曲線上會有明顯的峰。

通過DSC可以測出以下參數﹕

玻璃轉移點(glasstransition temperature；Tg)

結晶熔融溫度(melttemperature；Tm)

再結晶溫度(re-crystallizedtemperature；Tc)

熔融熱(enthalpyof melt)

結晶焓(enthalpyof crystallization)

熱失重分析TGA   Thermal Gravity Analyzer(TGA)

試樣先在氮氣氣氛中加熱至600C﹐發生裂解﹔再于空氣氣氛中加熱至800C﹐將裂解殘留的碳燃燒干凈。在此過程中儀器記錄試樣的重量變化﹐從而得到熱失重曲線。

從TGA測試可以得到﹕

1）材料的熱穩定性

2）熱裂解分析(熱裂解溫度；Td)

3）添加劑，水氣及揮發性物質含量分析

4）復合材料組成分析(玻纖含量)

定義：熱變形溫度HDT

將試片浸漬于熱介質中，施予應力于試片棒中心，等速升溫，當試片中心點產生0.25mm變形量時，記錄其溫度，即為熱變形溫度。

施力大小一般分為0.455MPa及1.820MPa兩種型式

主要量測之參數：溫度﹐變形量

應用及目的：

1）了解高溫工程塑料材料對SMT制程的承受能力。

2）了解塑料材料在長期高溫使用環境下的承受能力。

 (例如：計算機機殼面板的軟化點)

電阻﹕電流流通的難易程度

表面電阻(surfaceresistance)：電壓與由材料表面的濕氣或其他導電性雜質所引起的電流之間的比值，與材料的性質及表面干凈度有關。

體積阻抗(volumeresistance)：電壓與通過材料內部的電流間的比值。

體積阻抗系數大者，絕緣性較佳。一般108Ω–㎝以上視為絕緣材料。較高的溫度和濕度，會使材料的絕緣阻抗變低。

介電容量：將絕緣器放置在兩個導電金屬板間儲存電荷，單位電壓所儲存的電量稱為介電容量。

介電常數：絕緣材料的介電容量與真空或空氣的介電容量之比值；亦即絕緣器儲存電量的能力。

介電常數受頻率、電壓、溫度、濕度等的影響。一般而言，介電常數愈小，則絕緣性愈好。

介電崩潰電壓(dielectricbreakdown voltage)：絕緣材料在失去其絕緣性前，所能忍受之最大電壓。

介電強度﹕介電崩潰電壓除以材料厚度之比值。

測試方法：（依施加電壓方式之不同分為）

1）短時間測試法

2）階梯測試法

3）慢速率上升測試

電力損失指出了絕緣器的效率，耗散因子就是絕緣材料這種效率指示的量測。能指出絕緣材料能量的損失量(即由電能轉換成熱能的比例)，比例愈低則介電性愈佳。

耗散因子小﹐表明材料在高頻環境下的電性能好。

電弧阻抗﹕材料抵抗高伏特電弧作用的能力，以產生電導性所需的時間來定義。

電弧崩潰：絕緣體表面碳化，產生裂縫發生局部白熱現象，或產生燃燒，使得絕緣性被破壞。

測試方法：

加電壓12,500V及電流10mA，在特定時間及速度下，增加電弧電流，直至電弧崩潰，試料絕緣性被破壞，電弧消失為止所需之時間，定義為電弧阻抗。

電弧阻抗與聚合物種類有關，因應用在高電壓、長時間，一般CONNECTOR 較少遇到此類應用，而較少考慮此性質。

塑料材料應用在電子/電機結構零件或家用電器上須經UL單位機構(Underwriters Laboratories Inc.保險商實驗室)嚴格的檢驗認證，主要為降低電氣性質或燃燒傷害的可能性。

除產品功能段外，塑料原料也必須符合UL的要求，凡經由UL單位認可之塑料材質特性將列入報告“Recognized Component”，同時對此塑料材質發予認證書，由于證書是黃顏色的﹐所以俗稱“Yellow Card”。

評估材料所使用的UL標準

RTI(Relative Temperature Index)

評估絕緣塑材，在長期(一般測試60,000小時)使用下，仍能保持50%機械物理及電器特性之溫度指針。

HWI (HotWire Ignition)

將塑料樣品，以電阻線纏繞，藉由電熱能量的加熱，塑料樣品轉為發熱變紅而起火燃燒，或未產生火焰但樣品焚化時，其所需之平均時間，可依其時間長短分類。

HAI (HighAmp Arc Ignition)

塑料絕緣材在偶爾不正常操作下，暴露于電弧中，若此電弧強度過高，可能引起火花，計算會引起燃燒的電弧產生次數。

* HVTR(High Voltage Tracking Rate)

  目的為測試塑料表面在遭受高電壓低電流環境下，產生磁化軌跡或可識見碳化通路之速率(UL可容許最大電路軌跡為25mm/min)。

* CTI(Comparative Tracking Index)

  電路設備有可能在高電壓狀況，塑料絕緣體暴露于污染環境，或是表面受到污染，而引起電路導通，造成設備當機，此測試為加速仿真污染環境下電路失敗的條件。

*試片大小

  長70~150mm 寬6.5~0.5mm 厚3.0~0.5mm

*測試方法

  以點火器點燃試片頂端，當試片上端全部著火時，移去點火器，調整燃燒時間為3min或燃燒長度50mm時之氧氣濃度。

*氧氣指數計算:

   OI %= O2/( O2 +N2)*100%