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用于电工设备中聚合性复合物的导则

时间:2022-03-16      阅读:958

  正常条件 normal conditions 当设备按其设计用途运行时,可预期的长期存在的受热条件。
 
  热塑性聚合物的制造商和聚全物供应商就其产品性能向设备设计部分进言,以帮助后者并经常协作共同发展“特殊应用”复合全物。
 
  即试验环境不是模拟使用在设备中的环绕,因为在设备中,无论处在静止还是运行状态,都存在附加应力。
 
  预料这些非正常条件对工作在“无人操作下”设备,存在的时间长短不超过10h,和在其他情况下非常短暂时间。
 
  表 1 推荐的清单格式
 
  根据业已提出的论点:不推荐把应用在正常运行条件下聚合物基复合物,尤其是热塑性复合物的温度清单作为标准规定。GB/T9341-2000 塑料 弯曲性能的测定GB/T11026.1-2003 电气绝缘材料耐热性 第1部分:老化程序和试验结果的评价包括第2栏“正常运行条件下聚合物基复合物的聚合物组成中的组分,除了可以包括以类别划分的基础均聚/共聚/三聚物外,还有被称作为混合物或合金的另一些聚合物复合物。
 
  本标准对在拟定聚合物基复合物在正常和非正常条件下的清单时提供指导。本标准就下述内容进行了讨论并作出建议;
 
  包含在第1栏“材料名称”内的数据选择,制定任何建议性清单的目的是在真实制造名字/商品聚合物的名称(牌号)不可能公布的场合。不存在有害的特殊环境辐射,例如,微波、红外线、强光、紫外线、X射线、伽玛射线、高能粒子等;
 
  热稳定剂、填料、增强剂、成核剂、固化剂、单体/聚合增塑剂、颜米、耐燃/耐火剂等。还应考虑在新材料与再加工材料及回收材料之间经常发生的添加量与性能值之间的矛盾。
 
  GB/T1634.2-2004 塑料 负荷变形温度的测定 第2部分:塑料、硬橡胶和长纤维增强复合材料
 
  注:DTUL(负荷变形温度)在曲线用“×”符号表示。
 
  尽管意识到由于实际原因习惯采用温升这个词,但本标准还是采用术语温度。如果规定一个合适的参考点,例如25℃,则可以把一个换算成另一个。
 
  现在要询问的问题是这些清单是否不仅仅可以扩大选择热固型材料范围,而且可以安全地扩大至将热塑料材料包括在内。
 
  通常应用方式和当地的环境条件也会产生影响材料零部件使用寿命的附加应力。国际上对正常运行下由绝缘材料制成的零部件的温度清单已经使用好几年了并获得了显著效果和安全。
 
  因此推荐:任何这样的第3栏都应参照下述段落内容:在第3栏内,作为示范性和信息类的正常运行条件下温度的数值。
 
  附录A给出了基于丙烯作为主要单体的各种各样复合物的例子,这些复合物可以从一个聚合物生产厂得到的。
 
  GB/T5169.11-2006 电工电子产品着火危险试验 第11部分:灼热丝/热丝基本试验方法 成品的灼热丝可燃性试验方法
 
  应该认识到,聚合物基复合物的组成是一门高技术科学:用作改进一种性能的组分会轻易地产生不想要的副作用并影响到其他性能。
 
  GB/T11026.4-1999 确定电气绝缘材料耐热性的导则 第4部分:老化烘箱 单室烘箱
 
  材料名称正常运行条件下的聚合物基复合物的温a/℃应用于正常条件下的设备中并符合命名的具体商品复合物的已实现的运行特性
 
  这种加工可能会明显地改变性能,以探索方式,全面应用共聚物、三聚物、聚合物混合物及聚合物合金。
 
  同时也适用于按规定的那些条目,由于材料的名称不是很精确的,因此,第2栏中的数值必然是比较保守的。
 
  因此建议:应该把现在的清单扩大到包括更宽范围的热固性材料;应该围绕将热塑性材料包括在内的困难进行更加详细的分析。测定一般电工用的正常运行条件下聚合物基复合物的许温度的方法正在考虑之中。
 
  还进行了一些外加短试验以暴露候选材料的所有性能组合中的任何不当的弱点。然而即使考虑到这些附加因素。
 
  因为这样的推荐可能会暗示由所有属于命名范围并业已展示其短时性能令人满意的材料制成的零部件。
 
  然而由数据组成的这些清单是适用于那些按规定限制使用条件的其他标准制造的产品;或适用于根据*和业已证实的绝缘结构中的零部件。
 
  负荷下变形温度GB/T1634.2-2004,方法A和方法B.1.8MPa和0.45MPa为51℃/93℃至153℃/160℃。
 
  在长期热应力作用及对材料性能影响方面,在产品的整个寿命期内使用时必须令人满意。因此推荐:下列的条款说明包含在任何表格的附近并指明它适用于本标题下的条目的。
 
  无定形热塑性材料,在临界温度之上展现出其刚性急剧降低;而半结晶热塑性材料为基的复合物。
 
  另外在GB/T11026.1、GB/T11026.2、GB/T11026.4中没有把注意力集中到与相邻材料相容性以及工作环境问题的。
 
  绝缘材料范围已经出版了一系列规范,但对聚合物模塑材料至今没有出版标准。命名和分类体系业已由ISO出版。
 
  其他聚合物制造商就用温度对具体级别的聚合物性能进行评估时,是利用在某些应用中已知服务期的参考材料。
 
  GB/T11020-2005 固体非金属材料暴露在火焰源时的燃烧性试验方法清单
 
  对“非正常运行条件下聚合物的允许温度”清单的考虑,定义非正常条件是因事故或可预见超载引起的。
 
  例如ISO7391-1、GB/T1630等,但几乎还没有相应系列的规范或要求。尽管如此,ISO聚合物的命名和分类体系看起来是综合性的并可以适合作为一个基础清单体系(见附录B中的例子)。
 
  通过比较评定程序进行的,在候选材料和参考材料在使用中的服务期并按两种材料在这些老化试验中相对行为予以修正。
 
  ISO7391-1:1987 塑料 聚碳酸酯模塑和挤塑材料 第1部分:命名
 
  现有的试验条款仅供指导用,热塑性材料的工作温度与性能开始急剧下降的温度两者温度差要比热固性材料小得多。
 
  例如电机绕组:或是热固型的绝缘材料,而对热塑性绝缘材料,*被排除于这些清单之外 。需对由热塑性材料制成的零部件单独地按照正常和非正常运行条件中业已测得的实际温度要求进行试验。
 
  但当容量和能量的水平增加时,可能趋向于不足。因此,推荐产品技术委员会凭借对其产品的应用范围和条件的较多知识。
 
  但应属于命名范围内并考虑条款说明的任何复合物,当其应用在不超过第2栏中所规定的正常温度时。
 
  因此要求有一个综合性的聚合物命名体系以便从安全方面足以区分这些复合物,同时也包括使用再加工材料和回收材料。
 
  例如,机械的、电气的和燃烧的性能。这些数据应以实际运行经验或相对温度指数为依据。不存在有害的环境材料,例如,螜的氧、臭氧或其他气体,过量的水分、或湿气、油类,致冷剂、溶剂、仪器添加剂、洗涤剂、酸、碱、氧化剂、还原剂、催化剂等;
 
  从中可以看出,当拉伸屈服应力ISO527-1:1993,50mm/min从15MPa弯化到101MPa时,与其相应的弯曲弹性模量数值 GB/T9341-2000,10mm/min为0.95GPa~7.6GPa。
 
  不存在可能会明显影响长期运行特性的几何或机械因子,例如,材料的厚度、高机械应力、振动、疲劳、蠕变等;
 
  然而由于聚合性复合物的类型和性能之间的复杂关系,偶尔不情愿地选择和使用材料以及试图降低项目的成本从而降低安全裕度等问题似乎会阻碍清单的采用。
 
  这些零部件可以应用的温度/时间的范围和大小取决于对安全贮存、运输和使用所必须保持的性能水平。
 
  图1 典型热固性材料和热塑性材料的动态切变(扭力)模量与温度关系曲线,
 
  就(任何选择)具体类型的聚合物基复合物的工作温度方面作出指导。(复合物)命名应该是综合性很强。
 
  下列各条就与清单有关的各条内容和结构作出具体推荐。
 
  在这种情况下,设备制造商就要规定对贮存、运输和应用的条件和方式的具体限制。某些聚合物制造商就长期热应力的影响具体级别的聚合物材料的性能进行评估时是按照GB/T11026.1、GB/T11026.2、GB/T11026.4进行的。
 
  ① ——含矿物填料的热固性酚醛树脂;
 
  当在正常运行条件下使用时,某一具体聚合物基复合物安全使用于一般电工设备中的许温度。
 
  温度的数值应建立在对一台业已证明有令人满意的运行记录的电工设备进行测量的基础上。
 
  以便能够获得材料的比较数据,试验是在不承受附加应力的试样上进行且试验环境是暗黑烘箱中的实验室大气。
 
  如果这些材料一旦形成交联结构,就不会熔化并能耐受许多各类化学物质和日常环境作用。
 
  在无人操作垞中,非正常条件可能存在几秒至10h。长期 long term 和设备的艰苦运行寿命一样长的时间周期。例如家用电器为50h~8000h。
 
  GB/T5169.10-1997 电工电子产品着火危险试验 试验方法 灼热丝试验方法 总则③ ——PMMA;聚甲基丙烯酸甲酯;
 
  本栏目的目的是指明选择一种属于命名范围内的商品复合物能达到什么目的。分设是对照包含在第2栏内的必要的保守数值去选择一种高服务期的组成。a 起草表1时,已知假定:
 
  最纯粹的解决方法是要求所有清单只是提供技术数据,但实际上是一种不会冒安全度危险的比较折中的形式。
 
  许多基础聚合物在中等温度下比较不稳定,复合工艺中有一步骤要加入稳定剂,以得到在预期应用中所要求的耐热性程度。
 
  GB/T4706.1-2005 家用和类似用途电器的安全 第1部分:通用要求
 
  该清单是表明符合列入材料名称的具体复合物,业已达到什么样的安全运行温度。应当认识到。
 
  影响那些包含在聚合物复合在正常运行条件下的允许温度清单内的数据选择的因素;聚合物基复合物在非正常运行条件下的允许温度的清单。
 
  而是需要由具体的设备试验予以代替。热塑性和热固性聚合物的制造商没有保证他们的产品工作温度的上下极限。
 
  这是由于各种性能/温度曲线的形状存在着显著差别。热塑型材料比热固型材料更多地受到常用材料的影响。
 
  这些类型材料的性能随时间和温度而变化,其变化速率又与温度有关。不同性能可以不同速度变化。
 
  在实际的或非常相似的设备中使用这类材料业已证明具有运行经验的情况下,这样的温度才是允许的。
 
  GB/T1630.1-2008 塑料 环氧树脂 第1部分:命名(ISO3673-1:1996,IDT)
 
  去规定有关各种类别复合物的清单应该是标准的还是提供技术数据的。还应给出第二个清单。
 
  热塑性聚合物基复合物制成的零部件,在非正常运行条件下的机械稳定性,受到使材料性能大降低和使这些材料熔化时的温度的限制。
 
  GB/T11026.2-2000 确定电气绝缘材料耐热性的导则 第2部分:试验判断标准的选择
 
  可以在成型过程把包括其他聚合物在内的许多添加物加入,使制得的产品性能满足应用的要求。
 
  ISO527-1:1993 塑料 拉伸性能的测定 第1部分:总则
 
  热塑性零部件多半要比热固性的零部件危险得多。由此可以猜测这个因素就是为什么在GB4706.1中把热塑性材料的具体温度排除在清单之外的主要原因。
 
  除了许多特殊用途等级外,大约生产有12种一般用的不同复合物供家用电器市场需要。聚合物性能数据。
 
  非正常条件 abnormal conditions 因事故或可预期的短时的超载引起的短时受热条件,其严酷程度远远超过已知的正常条件。
 
  因为耐热性试验所选择的终点判断标准与零部件在使用中的需要再者之间不存在着任何特定关系。
 
  在它们最终熔化之前,多半是逐步软化。在着手试验之前,总是应该对材料短时热行为的技术数据进行测定。
 
  他们应用功能装置和半组装及完整设备再者进行自己系列的长期试验,作为发展过程中的一部分。
 
  4)不存在有害的特殊的生物因子。
 
  这种行为的自然结果是:当处在意想不到的热条件或处在意想不到的与设备中有害材料接触条件下时。
 
  ② ——含矿物填料的热固性环氧酚醛树脂;
 
  使归入目录的任何复合物都能满足所指出的运行特性要求。前述条款已说明需要一种综合性命名体系。
 
  应用常规的终点判断标准,例如50%的拉伸强度保持雍冲击强度或击穿电压。这些数据经常被包括在销售手册内。
 
  可以感觉到,由于应用了认真制定的标准清单面得到的安全对低容量、低过载的电工产品会令人满意的。
 
  把某一电工产品应用于某一环境中,引起该产品长期的性能劣化的主导开工是因热作用引起的化学反应。
 
  在选择适当方法对聚合物基复合物进行叙述时,要考虑到许多复合物的配方是复杂的且由此获得的性能范围也是宽广的这些影响因素;
 
  结合确认的聚合物等级进行零部件可靠设计,将能获得安全特性并使这些清单为标准规定。
 
  聚合物基复合物在正常运行条件下的温度 maximum allowable temperature for poly meric compounds under mormal operating conditions
 
  在列出的温度以下的一般应用中,在正常条件下具有安全长期运行特性。要认识到,谨慎选择列出的温度。
 
  可能的情况是:IEC已经对某些材料发表了命名和规范体系(如果是这样,采用这些体系应认真考虑)。
 
  以实现商业上具有吸引力的各种等级性能并改进价格/性能比,但依本报告观点,这一切增加了一般按类别开工正确命名街道口的复杂性。
 
  但他不能给予任何安全运行特性的保证,这是由于设计者的要求是各种各样的。他们主张设备制造商应担负起这个责任。
 
  背景遍及世界的塑料工业,生产出一百万种以上的不同聚合物基复合物,其中,许多作为模塑、浇注或机加工零部件在电工设备中获得应用。
 
  为了回答这个问题并给出指导,首先要认清热固性和热塑性聚合物之间的主要差别。热塑性材料会因受热作用以可逆方式发生软化且比热固型材料更容易受到日常材料的有害影响。
 
  在制定清单过程中,由于业已从大多数以类型划分的基础聚合物发展起来复合物范围十分宽广。
 
  所得到的数据也仅供作指导,长期运行特性试验还要在半组装或完整设备上进行。当设备制造商收到聚合物制造商的意见时。
 
  短期 short term 比设备的预期运行寿命短的时间周期。一般电工用途 general electrotechnical applications 。
 
  展现在0.179MPa的变形温度
 
  但它并不适合于作为具体应用或最终使用。然而GB/T11026.1、GB/T11026.2、GB/T11026.4的条款是经过考虑把它设计成针对某一种简单、基础体系。
 
  但有可能盼望到的只是一种折衷形式——清单越保守,所要求的命名的综合性越差——虽然这种折衷形式可能会带来降低有效实用程度的弊病。
 
  这是由于这些温度与设计的要求关系极大。在国际标准中还没有已知的、由试验得出的可接受的条款内容可给出热塑性聚合物在正常运行条件下的允许温度的标准数值。④ ——聚酰胺6;热塑性材料,这些材料通常是在高温下制成的,因为在高温下,材料的粘度值适合于成型工艺要求。
 
  包含在第3栏应用于正常条件下的设备中并符合产品命名的具体商品复合物的已实现的运行特性内的数据选择。
 
  因此按GB/T11026.1、GB/T11026.2、GB/T11026.4得到的温度指数TI不能用作指示聚合物的安全工作温度。
 
  GB/T5169.12-2006 电工电子产品着火危险试验 第12部分:灼热丝/热丝基本试验方法 材料的灼热丝可燃性试验方法
 
  清单,表1给出了清单的推荐形式。
 
  以保证他们的产品具有足够安全的长期运行特性。概括由上可以看出,GB4706.1特别不把正常运行条件下热塑性聚合物的允许温度的任何标准极限包括在内。
 
  对符号分类要求的特定等级的聚合物,业已在令人满意的长时间运行中获得了实现。只有给出使用于正常运行条件下。
 
  由于这些材料能够重新软化,因此可进行各种再加工和回收,包括从超过使用期产品经过挑选、分类和重新粉碎加工后的聚合物重新利用。
 
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