家用电器中使用的塑料材料的要求和识别教学文稿.doc
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1、Good is good, but better carries it.精益求精,善益求善。家用电器中使用的塑料材料的要求和识别-家用电器中使用的塑料的要求和识别Therequirementandrecognizeofplacticmaterialusedinhouseholdandsimilarelectricalappliance邹俊斌JunbinZou(中国质量认证中心广州分中心,广东广州,510620)摘要:在家用电器产品中使用了大量的塑料,家电的国家标准给出了塑料材料的通用技术要求,但由于塑料材料的组份复杂,品种繁多,这给现场实际识别带来了一定的难度。本文结合家电产品国标要求的和家电
2、产品中实际使用的常见的塑料材料为例,详细介绍常见的几种塑料材料的要求和识别方法,以供相关人员参考。Abstract:Lotsofplasticmaterialareusedinthehouseholdandsimilarelectricalappliance.ThecommonrequirementisspecifiedaccordingtotheGBstandard.Butbecauseofthecomplexcomponentandkindsfortheplasticmaterial,itistoodifficulttorecognize.Soastoshowthecommonplasti
3、cmaterialandwaytorecognizedfortheengineer,thepaperisprepared.关键词:塑料;国标;识别;Keywords:Plastic;GBstandard;recognize概述目前在家电产品中广泛使用塑料材料,无论在外壳装饰或/和内部支撑件中,塑料以其良好的绝缘性、耐热和韧性获得广泛的应用。但实际市场竞争中,也有些工厂对塑料材料以次充好,由于难以识别,给工程人员带困扰。将要实施的3C认证家电产品实施规则也将非金属材料作为重点监控对象。因此有必要对塑料产品进行科学分类和识别,以便工作使用。塑料的基本知识塑料是以树脂为主要成分,适当加入各类添加剂,
4、可用塑化烧结或溶液等方法成型,并在常温下保持形状的一类高分子材料。自20世纪初到20世纪70年代,塑料产品发展很快;随石油工业的不断深入研究和工业化进步,塑料的产量也迅速爆炸式发展。塑料的分类一按使用特性分类根据名种塑料不同的使用特性,通常将塑料分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三种类型。通用塑料:一般是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料,如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、酚醛等。主要用于包装、建筑、农业及日用等领域。在工程塑料中又将其分为通用工程塑料和特种工程塑料两大类。通用工程塑料指力学性能好(增强后拉伸强度大于100MPa)、尺寸稳定性好、耐较高温度(增强后热变形温度大于150)下使用的
5、塑料,包括:聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚、热塑性聚酯、超高分子量聚乙烯、甲基戊烯聚合物、乙烯醇共聚物等。主要用于机械结构制品、电子、汽车等领域。特种工程塑料一般是指具有特种功能,价格高,产量小。一般用于航空、航天等特殊应用领域的塑料。如氟塑料和有机硅具有突出的耐高温、自润滑等特殊功用,增强塑料和泡沫塑料具有高强度、高缓冲性等特殊性能,这些塑料都属于特种塑料的范畴。特种工程塑料又有交联型的非交联型之分。交联型的有:聚氨基双马来酰胺、聚三嗪、交联聚酰亚胺、耐热环氧树指等。非交联型的有:聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚醚酮(PEEK)等。二按理化特性分类按树脂的受热变化分类为:热固性塑
6、料,热塑料性塑料热固性塑料是指在受热或其他条件下能固化或具有不溶(熔)特性的塑料,如酚醛塑料、环氧塑料等。热固性塑料又分甲醛交联型和其他交联型两种类型。甲醛交联型塑料包括酚醛塑料、氨基塑料(如脲甲醛三聚氰胺甲醛等)。其他交联型塑料包括不饱和聚酯、环氧树脂、邻苯二甲二烯丙酯树脂等。热塑料性塑料在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料,如聚乙烯、聚四氟乙烯等。热塑料性塑料又分烃类、含极性基因的乙烯基类、工程类、纤维素类等多种类型。烃类塑料。属非极性塑料,具有结晶性和非结晶性之分,结晶性烃类塑料包括聚乙烯、聚丙烯等,非结晶性烃类塑料包括聚苯乙等。含极性基因的乙烯基类塑料。除氟塑料外,大多数是非
7、结晶型的透明体,包括聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯酯等。乙烯基类单体大多数可以采用游离基型催化剂进行聚合。热塑性工程塑料。主要包括聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、ABS、聚苯醚、聚对苯二甲酸乙二酯、聚砜、聚醚砜、聚酰亚胺、聚苯硫醚等。聚四氟乙烯。改性聚丙烯等也包括在这个范围内。热塑性纤维素类塑料。主要包括醋酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、塞璐珞、玻璃纸等。三按加工方法分类根据各种塑料不同的成型方法,可以分为膜压、层压、注射、挤出、吹塑、浇铸塑料和反应注射塑料等多种类型。膜压塑料多为物性的加工性能与一般固性塑料相类似的塑料;层压塑料是指浸有树脂的纤维织物,经叠合、热压而结合成为整体的材料;注射、挤出和吹塑
8、多为物性和加工性能与一般热塑性塑料相类似的塑料;浇铸塑料是指能在无压或稍加压力的情况下,倾注于模具中能硬化成一定形状制品的液态树脂混合料,如MC尼龙等;反应注射塑料是用液态原材料,加压注入膜腔内,使其反应固化成一定形状制品的塑料,如聚氨酯等。家电标准中对塑料的几种常见试验要求一球压试验球压试验作为电工产品的非金属材料的耐热试验,用于评估电工产品及其零部件的固体绝缘材料(不包括陶瓷)的耐热性能。试验过程是用一个20N0.2N的负荷通过半径2.5mm的钢球压在厚度不小于3mm的平面样品表面,在试验温度(752或1252)下保持1h,冷却后测量压痕的尺寸。通过压痕尺寸大小来评估样品在试验温度下的耐热
9、软化情况。规定压痕最大尺寸不超过2.0mm为合格。具体标准为GB/T5169.21或IEC60695-10-2。二灼热丝试验灼热丝试验是利用模拟技术评定灼热元件或过载电阻之类的热源在短时间内造成热应力影响的着火危险性。试验灼热丝是一个规定的电阻丝环,用电加热到规定的温度,使灼热丝顶端接触样品达到规定的一段时间(30s),观察和测量样品的燃烧情况,并以此评估样品对试验温度的灼热试验等级。试验温度从650、750到850,若试验样品在试验温度下没有起燃,或者起燃但火焰(包括灼热)在移开灼热丝后的30s内熄灭且滴落物不引燃铺底层,则认为该试验样品通过该温度的灼热丝试验。具体标准为GB/T5169.1
10、1或IEC60695-2-11,IEC60695-2-13。三50W水平燃烧试验水平燃烧试验用矩形条状试验样品的一端,使样品呈水平状态,自由端与规定的试验火焰接触。用测量线性燃烧率的方法评定水平放置的条状样品的燃烧特性。试验样品长125mm,宽13mm,厚度为常用的最小厚度且不超过13mm。样品水平放置,分别在25mm和100mm处划标记线。样品自由端施加标称50W的火焰30s,记录火焰燃烧通过100mm标记线的时间或者燃烧停止的距离和时间(从25mm标记线开始计时)。水平燃烧的等级分为HB40和HB75。水平燃烧试验中,若样品未起燃或火焰未烧过100mm标记线或烧过100mm标记线但燃烧速度
11、不超过40mm/min,则样品划分为HB40等级;若样品烧过100mm标记线且燃烧超过40mm/min,但不超过75mm/min,则样品划分为HB75等级。具体标准为GB/T5169.16或IEC60695-11-10。四50W垂直燃烧试验垂直燃烧试验用矩形条状试验样品的一端,使样品呈垂直状态,自由端与规定的试验火焰接触。用测量余焰和余灼时间、火焰微粒的燃烧程度和滴落程度的方法评定垂直放置的样品的燃烧特性。垂直燃烧试验的样品与水平燃烧的样品尺寸一样,但试验要进行两组,其中一组试验的样品只进行常态处理(232、湿度505,处理至少48h),另一组样品在702的条件下老化1682h。试验时样品垂直
12、放置,在样品下端施加试验用标称50W的火焰,施加两次,每次施加10s,第一次施加后等样品余焰熄灭再施加第二次火焰。记录样品的余焰和余灼时间,并记录样品火焰或余灼是否蔓延到夹具,燃烧滴落物是否点燃棉花垫。根据以上记录可判定材料属于V-0、V-1、V-2或不能用垂直燃烧法进行分级,具体判定依据参照标准GB/T5169.16或IEC60695-11-10。五针焰试验试验依据标准GB/T5169.5(idtIEC60695-2-2),是利用模拟技术评定设备内部由于故障条件所造成小火焰的着火危险性。试验用内径0.5mm的针产生的12mm高的火焰施加在试验样品表面,记录样品燃烧以及滴落物情况。移去针焰后样
13、品及铺底层的余焰或余灼时间小于30s(包括未起燃)为合格。六漏电起痕试验(PTI和CTI)绝缘材料在电场的作用下,由于受到水和杂质的污染,在表面形成闪络现象,慢慢破坏材料的绝缘结构,形成导电通道,造成短路。这种现象就是电痕化。试验按标准GB/T4207(IEC60112)进行,耐漏电起痕试验可测量在电压最高600V时固体电绝缘材料的相对耐电痕化性能。相比电痕化试验就是测量不引起电痕化的最高电压。试验中电压按每25V一个等级施加在样品表面的铂电极上,样品在经受规定滴数(50滴)、体积(20mm3)和浓度的电解液后,试验中过电流不超过0.5A且样品不起燃则样品通过该电压等级的电痕化试验。几种常见的
14、塑料的介绍聚乙烯简称PE,比重:0.94-0.96克/立方厘米成型收缩率:1.5-3.6%成型温度:140-220,特点:耐腐蚀性,电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良;可以氯化,化学交联、辐照交联改性,可用玻璃纤维增强。低压聚乙烯的熔点,刚性,硬度和强度较高,吸水性小,有良好的电性能和耐辐射性,适于制作薄膜等;高压聚乙烯的柔软性、伸长率,冲击强度和渗透性较好,适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件;超高分子量聚乙烯冲击强度高、耐疲劳、耐磨,适于制作减震,耐磨及传动零件。聚丙烯简称PP,比重:0.9-0.91克/立方厘米成型收缩率:1.0-2.5%成型温度:160-220,特点:密度小,强度刚度、硬度耐热性均
15、优于低压聚乙烯,可在100度左右使用;具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响;低温时变脆、不耐磨、易老化。适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件。聚苯乙烯简称,比重:1.05克/立方厘米,成型收缩率:0.6-0.8%,成型温度:170-250;特点:电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,无色透明,透光率仅次于有机玻璃,着色性耐水性,化学稳定性良好,.强度一般,但质脆,易产生应力脆裂,不耐苯.汽油等有机溶剂.用途:适于制作绝缘透明件.装饰件及化学仪器.光学仪器等零件.丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物简称ABS,比重:1.05克/立方厘米,成型收缩率:0.4-0.7%,成型温度:200-240干燥条件
16、:80-902小时,特点:综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好。与有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理。有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。流动性比HIPS差一点,比PMMA、PC等好,柔韧性好。适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件。聚氯乙烯简称PVC。比重:1.38克/立方厘米成型收缩率:0.6-1.5%成型温度:160-190。特点:力学性能,电性能优良;耐酸碱力极强,化学稳定性好;软化点低,适于制作薄板、电线电缆绝缘层、密封件等。聚酰胺树脂简称PA,俗称尼龙(Nylon)。它是大分子主链重复单元中含有酰胺基团的高聚物的总称。为五
17、大工程塑料中产量最大、品种最多、用途最广的品种。主要的品种有尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12、尼龙610、尼龙612、尼龙46、尼龙1010等,其中尼龙6、尼龙66产量最大,约占尼龙产量的90%以上。尼龙11和尼龙12具有突出的低温韧性。尼龙46具有优异的耐热性而得到迅速的发展,尼龙1010是以蓖麻油为原料的我国特有的品种。尼龙作为大用量的工程塑料,广泛用于机械、汽车、电器、纺织器材、化工设备、航空、冶金等领域。成为各行业中不可缺少的结构材料,其主要特点如下:优良的力学性能。尼龙的机械强度高,韧性好。自润性、耐摩擦性好。尼龙具有很好的自润性,摩擦系数小,从而,作为传动部件其使用寿命长。优良
18、的耐热性。如尼龙46等高结晶性尼龙的热变形温度很高,可在150下长期使用。PA66经过玻璃纤维增强以后,其热变形温度达到250以上。优异的电绝缘性能。尼龙的体积电阻很高,耐击穿电压高,是优良的电气、电器绝缘材料。优良的耐气候性。吸水性。尼龙吸水性大,饱和水可达到3%以上。在一定程度影响制件的尺寸稳定性。聚对苯二甲酸丁二醇酯简称PBT,PBT为乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯。具有高耐热性、韧性、耐疲劳性,自润滑、低摩擦系数,耐候性、吸水率低,仅为0.1%,在潮湿环境中仍保持各种物性(包括电性能),电绝缘性,但体积电阻、介电损耗大。耐热水、碱类、酸类、油类、但易受卤化烃侵蚀,耐水解性差,低
19、温下可迅速结晶,成型性良好。缺点是缺口冲击强度低,成型收缩率大。故大部分采用玻璃纤维增强或无机填充改性,其拉伸强度、弯曲强度可提高一倍以上,热变形温度也大幅提高。可以在140下长期工作,玻纤增强后制品纵、横向收缩率不一致,易使制品发生翘曲。PBT结晶速度快,最适宜加工方法为注塑,其他方法还有挤出、吹塑、涂覆和各种二次加工成型,成型前需预干燥,水分含量要降至0.02%。PBT(增强、改性PBT)主要用于汽车、电子电器、工业机械和聚合物合金、共混工业。如作为汽车中的分配器、车体部件、点火器线圈骨架、绝缘盖、排气系统零部件、摩托车点火器、电子电器工业中如电视机的偏转线圈,显象管和电位器支架,伴音输出
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