塑料的连续使用温度

随着聚合物和塑料的新的和具有挑战性的应用正在开发中，需要一个参数来帮助定义聚合物使用的温度限制。连续使用的温度，也称为连续使用温度，是这方面经常引用的一个参数。

连续使用温度以°C为单位。

查阅更多有关连续使用温度的资料:

»因素。持续使用温度因人而异
»如何测量连续使用温度?
»普通聚合物的连续使用温度
»填料的影响

影响连续使用温度的因素

一种材料的最高连续使用温度是指在被测试产品的合理寿命内，由该材料制成的部件的机械性能或电学性能显著下降的最高可接受温度。

实际上，真正的最高连续使用温度取决于术语“连续的定义。

所涉及的时间和测试中使用的负载级别会影响该值。
此外，配方中使用的任何添加剂和增强剂都可能对确定的最高连续使用温度有潜在影响。

如何测量塑料连续使用温度?

一个通常用于比较不同材料连续使用温度的通用参数是保险商实验室(UL)相对热指数或RTI。

测试方法为UL 746通常用来确定RTI值。RTI是基于塑料的性能随时间的损失。一般来说，当塑料暴露在这个持续使用的最高温度下时，可以观察到良好的长期性能。另一方面，它没有考虑短期的热峰值。

RTI给出了一个老化温度的指标，即材料可以持续10万小时，并且仍然保持至少一半的被测初始性能。然而，需要注意的是，不同性质的材料以不同的速率衰减。这就是为什么RTI值通常与特定的性能相关联，而相关的连续使用温度被作为一个值范围而不是一个单独的值给出的主要原因。

RTI值的测定

在测定RTI值时，将一组试验样品放在四种预先设定的温度下的烤箱中。
在一定的时间间隔内，样品从烤箱中取出并测试其感兴趣的特定机械或电学特性。
得到的结果被绘制在一个属性与时间图上，直到被测试的属性下降到初始值的50%或更少。

在此分析中，财产的50%价值被称为该特定财产的半衰期。然后将半衰期值与绝对时效温度的倒数作图。这个图的结果是一条直线，如果需要的话，可以推断出该性质在其他温度下的半衰期。

在此测试过程中获得的结果也可以与具有已知老化性能的材料进行比较。

类型的RTI

正如前面简要提到的，所确定的RTI值在一定程度上依赖于所检查的属性。与RTI相关联的属性一般有三类。

与绝缘性能相关的RTI电气。
RTI机械冲击与抗冲击、韧性、伸长率和柔韧性有关。
最后，RTI机械强度与塑料的机械性能或结构完整性有关。

一种特定聚合物的这三个值通常是不同的。

普通聚合物的连续使用温度

非晶态聚合物

下表列出了一些常见的非晶聚合物的连续使用温度及其Tg值:

聚合物的名字	最小值 (°C)	最大值 (°C)	Tg (°C)
个人电脑	One hundred.	140	147
裴	170	170	217
甲基丙烯酸	70	90	105
PESU	175	185	230
事业单位	150	180	190

在该表中同时引用最小值和最大值的主要原因是，所检查的各种属性将产生略有不同的值。

对于这些非晶态聚合物，玻璃化转变温度,或Tg是控制每种聚合物连续使用温度的主要因素．因此，上表中引用的值比报道的Tg值低10到40°C。

这种行为可以理解为，在Tg时，聚合物的所有性质都发生了显著的变化。这些性质包括聚合物的机械性质和电学性质。

半晶状的聚合物

下表列出了一些常见的半结晶聚合物的连续使用温度。

聚合物的名字	最小值 (°C)	最大的价值 (°C)	Tg (°C)	Tm (°C)
偷看	154	260	143	343
宠物	80	140	69	255
PPS	200	220	126	279
PBT	80	140	40	223
尼龙6	80	120	50	220

该表列出了这些相同聚合物的Tg和Tm的测量值。这些值通常是由热分析技术(如DSC)确定的。

这些数据表明，与非晶态聚合物不同，所有这些半晶态聚合物的连续使用温度都高于Tg值，低于Tm值。事实上，所有报道的值都在所有这些聚合物的Tg和Tm参数之间。这一观察结果适用于各种聚合物的所有不同化学结构。

非晶态和晶态聚合物

通过检查下图中显示的图，可以对这种行为有一些了解。该图显示了典型的半结晶聚合物与完全非晶聚合物的模量与温度行为的典型曲线图。

非晶和半晶聚合物的模量v/s温度

虽然半结晶聚合物的模量在Tg处有一些损失，但大部分损失发生在Tm附近。
这与无定形聚合物的行为相反，在Tg时可以观察到模量的大幅下降。

虽然目前的图表和论点明确地处理了塑料的模量与温度的关系，但也可以得出类似的论点，即半结晶聚合物的性能行为的最大变化发生在聚合物Tm上。

塑料的机械性能和电学性能都是如此。

填料对连续使用温度的影响

另一点需要讨论的是聚合物中填料的掺入对连续使用温度的影响。可以通过检查下表中显示的数据来调查这种影响。表中的数据显示了几种不同填料的聚醚酰亚胺或PEI的连续使用温度:

聚合物的名字	最小值 (°C)	最大值 (°C)
裴	170	170
PEI + 30%玻璃纤维	170	170
裴矿物填充	170	170

在这种情况下，有填料对连续使用的温度值无影响对于这种特殊的聚合物。

虽然这是一组有限的数据，但它也表明，决定塑料持续使用温度的主要因素是聚合物的化学结构．此外，配方中所含的任何强化添加剂的效果都是最小的。这是一个需要做更多工作的领域，以确定观察到的影响的一般性质。

其他几种聚合物的检出值:

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