塑料特性评价及其性能参数mark040413Word文档下载推荐.docx
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UL94小范围测试数据对建筑材料、装饰等有关材料是不适用的。
UL94小范围测试数据仅用于确定使用在最终产品设备与器具（其可接受性由UL公司决定）中元器件的塑胶材料的可燃性。
附:
UL94可燃性试验
7水平燃烧试验（HorizontalBurningTest）;
HB
（ASTMD635,D4804,IEC707,或ISO1210）
7.1试验标准
7.1.1在按照7.2.1-7.5.10中所述进行试验时材料应划分为HB级.
7.1.2划分为HB级的材料应（也可参见7.1.4）:
a）对于厚度为3.0-13mm的试样,其在整个75mm跨度内的燃烧速率不超过40mm/min.,或
b）对于厚度为3.0mm以内的试样,其在整个75mm跨度内的燃烧速率不超过75mm/min.,或
c）在100mm参考标识前停止燃烧.参见7.5.1和7.5.9.
7.1.3在3.0+0.2mm厚度时划分为HB级的材料应自然而然地在低至1.5mm最小厚度时划分为HB级而无需附加试验.
7.1.4若三个一组的试样中只有一个不符合要求,另外一组三个试样要进行试验.这第二组所有试样要想在该厚度时材料能划分为HB级则要全部符合要求.
820mm垂直燃烧试验（20mmVerticalBurningTest）;
V-0,V-1,V-2
（ASTMD3801,IEC707,或ISO1210）
8.1试验标准
8.1.1如8.2.1-8.5.6中所述试验时,基于小型条形试样上得到的结果,材料应划分为V-0,V-1,V-2级.
8.1.2某些材料在经受此试验时因其较薄,变形,收缩或被烧至固定夹处.这此材料可按照第11节VTM-0,VTM-1,VTM-2的薄材料燃烧试验进行测试,只要试样能正确地成形.
8.1.3表8.1规定材料分级.
表8.1材料分级
标准条件
V-0
V-1
V-2
每一单个试样的残焰时间t1或t2
任何条件组的总残焰时间（5个试样的t1+t2）
每一单个试样在第2次施加火焰后的残焰与残炽时间之和（t2+t3）
任何试样残焰或残炽到固定夹处
棉花指示物由燃烧颗粒或熔滴点燃
≤10s
≤50s
≤30s
No
≤250s
≤60s
Yes
8.1.4若五组试样中仅有一组不符合要求,则要试验另一组五个试样.就燃烧总秒数来说,若总秒数对于V-0在51-55秒范围内而对于V-1与V-2在251-255秒内则另外一组五个试样要进行试验.为使材料在该厚度时划分为V-0,V-1,V-2,则该第二组的所有试样均应符合适当要求.
8.1.5划分为V-2级的尼龙66在所提供的形状时应具有小于120的相对粘度（此粘度由8.1.6中规定的方法确定）,或在相对粘度为120或更大时,模压试样的相对粘度应不小于所提供形状时相对粘度的70%.
8.1.6相对粘度按照ASTMD789中的溶解方法使用移液吸管或布氏粘度计进行测定.
9500W（125mm）垂直燃烧试验（500WVerticalBurningTest）;
5VA,5VB
（ASTMD5048或ISO10351）
9.1试验标准
9.1.1材料在如8.2.1-8.5.6中所述试验时,基于小型条形试样上得到的结果,材料应划分为5BA,5VB级.
例外:
对于仅以5VB等级提交的材料（例如制造商不要求5VA等级）,则板状试样不必进行试验.
9.1.2划分为5VA或5VB的材料也应符合8.1.1-8.6.1中所述的用以划分V-0,V-1,V-2的材料要求.
9.1.3表9.1规定材料分级.
表9.1材料分级
标准
94-5VA
94-5VB
每个单个条状试样都施加第五次火焰后的残焰时间加上残炽时间
棉花指示物因来自任何条状试样的燃烧颗粒或熔滴而点燃
任何板状试样烧穿（穿孔）
9.1.4若五个一组的条状试样仅有一个或三个一组的板状试样仅有一个试样不符合要求,则另外一组试样要进行试验.要想该材料在该厚度时可接受,则该第二组中所有试样都要符合要求.
10散热片火焰蔓延试验（略）
11薄材料垂直燃烧试验;
VTM-0,VTM-1,VTM-2
（ASTMD4804或ISO9773）
11.1试验标准
11.1.1本试验预期在使用第8节20mm垂直燃烧试验;
V-0,V-1,V-2所述试验时由于材料太薄,变形,收缩或会烧至固定夹处的材料上进行.该材料也应具有这样的物理特性:
它允许长x宽=200mmx50mm的试样能轴向缠绕于φ13mm的心轴上（参见11.3.2）.
11.1.2材料在按照11.2.1-11.5.6所述进行测试时基于缠绕的圆柱形试样得到的结果应划分为VTM-0,VTM-1,VTM-2.
11.1.3表11.1规定材料分级.
表11.1材料分级
任何试样残焰或残炽到125mm标识处
8.1.4若一组五个试样中仅有一个试样不符合11.1.3的要求或总的燃烧秒数对于VTM-0在51-55秒范围内而对于VTM-1与VTM-2在251-255秒内,则另外一组五个试样要进行试验.为使材料在该厚度时划分为VTM-0,VTM-1,VTM-2,则第二组的所有试样均应符合要求.
按照塑料可燃性试验的分级方法是对条形样品进行燃烧试验。
对于火源移开后继续燃烧并且火焰向其余部分扩展的材料要使用平放燃烧速率试验。
燃烧速率不足于规定者则归于94HB类可燃性范围内。
★可燃性（阻燃）等级基本认识：
V-0、V-1、V-2、HB
高——————低
UL1054《特殊用途开关》中第6节对“热塑性材料”的要求：
“用于开关中的热塑性材料应符合表6.1中要求。
例外：
可燃性等级低于表6.1所要求的V-2级、符合UL746C《用于电气设备的聚合材料评价标准》中规定的适用的3/4英寸火焰试验的用于开关中的热塑性材料符合要求。
”
表6.1热塑性材料最小可燃性等级
功能
最小可燃性等级a
外壳或载流件支承
除外壳或载流件支承以外的功能件
V-2B
HBb
a可燃性等级要根据0.8mm（0.031in.）的最小厚度或结构中使用的最小厚度的两者中较大值进行确定。
b按照UL94《设备和器具中塑胶件可燃性测试标准》中适用的要求。
重点燃烧试验用于燃烧速率受到较大制约的材料。
样品垂直放置，向其施以火焰，并在规定时间将火焰移开，如此持续若干次。
用重点燃烧法进行分级的判定准则是：
材料是否能在火源移开后规定的时间内自动熄灭。
聚合材料的电气性能和物理性能根据UL的《聚合材料的短期性能评价》（UL746A）标准进行。
短期物理性能试验包括耐久性试验（即在有水或其它试剂中，加负荷的热变形试验条件下保持自身形状的能力）和各种机械特性试验（如抗拉、抗弯强度和抗压强度试验）。
UL还使用一系列试验确定材料的电气强度，在电源作用下材料抗电弧能力和材料的阻燃能力。
聚合材料的长期性能在UL746B《聚合材料的长期性能评价》标准中给出。
用这个标准可检验材料能否保持某些重要的电气特性和机械特性。
试验样品被放入调至不同温度的烘箱内进行长时间热老化，在老化期间对电气和机械特性参数进行周期测量，并对测量结果进行各种统计分析，每一温度下的试验规定在临界特性值为原值的50%时结束。
在完成对数据的分析后将给出该材料的相对热指数，相对热指数按照与最大温度（℃）额定值的对立关系在每个认可文件中查出，超过此温度后，材料的性能则出现过早的衰变。
这里所进行的分析是建立在将被试材料与一受控材料（被证明确实使用满意）的对比的基础上，材料相对热指数系根据该材料是否进行冲击试验，及不同厚度的材料的电气和机械特性而确定的。
塑料在产品中的适用性评价
分析成品中的塑料的可接收性的第一步是对照与该产品有关的标准逐项校对。
很多成品材料中就对最终使用的聚合材料如何进行分析提出了具体的要求。
即便是没有相应的成品标准，也可能在同一产品范围内的认可实践中找到例证或规则。
还可向UL有经验的工作人员请教如何将这些例证运用到实际的产品上。
再退一步，还有UL746C《电气设备用聚合材料的评价》——评价塑料在成品中应用的重要标准。
UL746C填补了材料性能评价（由标准的、小规模的试验室测试规定）和成品使用中材料具体性能之间的空白。
使用UL746C后，材料的可接收性便可以按下列各因素予以确定：
材料的用途，材料的已知特性和性能特征以及对整个产品的补充试验结果。
UL746C所遵循的原则之一，是各种成品在使用中存在的差别，而这些差别在单独分析材料时不是总可以预料到的。
所以，当就某一特性用途来探讨材料的适用性时，应允许有一定的灵活性。
例如，一个燃烧特性很高的材料如果其阻燃性极佳，也许可能用作电气绝缘场合。
根据潜在危险的程度，有些材料特性可能但也不一定是临界值。
最后明确一点，UL746C的一个重大前提是：
成品使用中的聚合材料的可接收性是由材料试验和整个产品的试验共同决定的。
UL746C按照材料在成品中所起作用不同，分成一些推荐的等级。
如使用已被认可元器件的聚合材料，其特性又满足或超过UL746C所推荐的等级，则可减少评价成品的时间和试验费用，若该材料不满足一项或多项临界特性等级的要求，但它在完成其功能所进行的成品测试能够满意地工作，仍可认为可被接收的。
可见，UL746C是已考虑了材料性能试验结果和成品的总体性能的综合标准，这一重要功能在UL746C标准中进行了描述。
塑料在产品中的一致性
当某产品被列名后，无法重新测试每项产品来保证材料的一致性，这应由成品厂商来保证产品生产中使用的材料与最初接受UL检验的样品完成相同，保证的方法是保存完整的记录，这些记录要由UL检查员来审核。
对已压制的材料（如电器外壳）进行鉴别，一般来说，成品厂商不直接接收材料，而是由模压厂商或加工商直接接收，然后将其做好的元器件送到成品制造商。
这个传递流程所涉及到的各个步骤都有相应的记录。
为了能对材料来源进行从成品厂到材料厂商的追踪，UL已制定了一个“模压制品商规则”，并写入《聚合材料制件》（UL746D）。
规则中规定了模压商应如何保存记录的要求，除基本的记录应当保存外，这个模压制品商规则还有对其它加工元器件方面的管理办法，因为在配料混合过程中，模压制品商经常施用添加剂，如某种颜料，这样会对材料的性能造成不良影响。
因为有可能由模压制品商或树脂浓缩物质供应商将这些添加剂混入材料，UL制订了涉及混合工艺和施放添加剂的元器件认可规则。
UL分析产品中聚合材料的基本步骤：
①必须识别产品中所使用的聚合材料；
②必须确定每一材料在产品中所起的作用；
③必须获得材料性质的资料，这些资料是出自于UL的《元器件认可规则》；
④通过核对成品标准、例证和《电气设备用聚合材料的评价》（UL746C）来分析成品使用中材料的适用性；
⑤UL根据UL746D制订了一个识别成品生产中使用的聚合材料的程序，以保证这些材料与那些最初检验的材料具有相同的质量。
UL对产品外壳的评价
外壳是一种内装某些东西或将某些东西装在其内的构件。
在电气产品中，外壳内既装有未加绝缘的带电部件，也装有绝缘的带电部件，有时还把带有潜在危险的活动部件装在内部。
外壳通过壳体本身与内部部件之间的绝缘体或机械夹层来避免人身触电与伤害的危险。
对于用软线连接的设备，外壳也可用来使软线减少应力。
换言之，外壳有助于避免软线从产品中被拉出来，或者被推入产品内。
许多电气产品使用金属外壳或模压塑料外壳。
这类电气产品包括小型器具、静止与固定的大型电气设备。
不论产品使用金属外壳还是塑料外壳，其试验要求大多是相同的，例如，耐冲击电压试验。
但是，在评定塑料外壳时要考虑到一系列有关的特殊因素。
1、对塑料外壳的可燃性要求
UL746C聚合材料标准将塑料外壳的可燃性要求作为许多变量的函数。
就产品型式来说，对永久接线的产品的可燃性要求通常要比软线连接的产品更为严格。
对大型产品的可燃性要求要比对小型易于搬动的产品更为严格。
有些小型器具，如果发生故障，拨去插头，甚至从原地搬走就行了。
就产品的使用性来说，对商业上的，无人看管或连续工作的产品，其可燃性要求通常比小型、有人看管的、间断工作的家用产品更为严格。
当某台产品出了故障，附近如果有人看管，他会设法妥善处理，但发生在自动运行或连续运行的产品上时就会出现较大危险。
根据产品不同情况，UL746C要求聚合材料制造的外壳，需用可燃性等级合适的材料做成。
例如，有人看管的间断工作小型家用电器（如吹风机），可以采用可燃性等级不同的塑料外壳。
无人看管的体积很大的微波炉则需要更为严格的可燃性要求。
UL746C标准中的图表规定，最低可燃性分级要求是这些变量的函数。
必须指出，不符合UL94可燃性试验分级要求的材料，在以最终产品的试验要求为依据时可能会合格。
最终产品的火焰试验包括对实际模压外壳施加“本森灯火焰”，火焰要施加到最可能着火的部位，就是靠近发火部件、未加绝缘的部件、电动机线圈等部位。
对要求按UL94可燃性分级的外壳，有时要交替地经受高度为3/4英寸的本森灯火焰试验。
2、对外壳材料的电气特性和机械特性要求
对用作带电部件的外壳的塑料来说，UL746C规定了最小体积电阻、抗电强度与抗热耐火的性能。
如果外壳材料不满足最小的体积电阻值要求，也可能合格,仍然可以使用，但该项设备在最恶劣的条件下，必须符合相应的最终产品材料标准中的漏电试验要求。
这里所指的漏电试验，要求在金属紧紧包住产品的塑料外壳下进行。
同样，抗电强度不够的材料也可能是合格的并可应用,条件是使用的材料要有足够厚度，或者它将带电部件充分隔离，使设备符合相应的最终产品标准的耐高压试验要求。
最后，抗热耐火性不够的外壳材料也可在最终产品中加以评定。
可以特意地将非正常过载电流引入外壳的载流部件中去，如果外壳着火，则该材料就不合格。
外壳材料的机械特性主要是根据UL746C描述的最终产品试验结果来判断的。
人们特别关心的是，聚合物制造的外壳在不会暴露危险的带电部件或机械部件的情况下能够经受严酷的物理机械力。
手提式小型器具（如吹发器）要经受跌落冲击试验。
方法是，在离硬木地板3英尺的高处将器具抛下，使该器具冲击地板，如果该器具跌落后其破裂或张开程度不致使危险的带电件或活动件暴露在外，则认为该聚合材料能合格工作；
那些静止的、固定的、地板支承的或柜顶支承的不可能跌落的器具，要经受直径为50毫米的钢球冲击试验，即产品的水平表面要经过一个从规定高度跌落的钢球冲击,外壳的垂直表面要经受钢球冲击,即让钢球作为一个摆锤摆动,使它冲击垂直表面.除了钢球冲击试验外,静止的、固定的设备还要经受挤压试验，要求聚合物制造的外壳经过冲击与挤压试验后不产生破裂或破裂程度不会使危险的带电件或活动件暴露在外。
对外壳的另一个重要考虑是模压应力释放所造成的变形，模压应力释放是一种同叫做热塑性塑料的聚合物有关的现象。
当将一种热塑性塑料用模压方法制成一定形状的成品时，在最后阶段会出现内部模压应力，经过一段时间以后，由于温度的升高，会引起慢性变形，且可能会使内部部件暴露出来。
为了确保这各内应力不致过大，UL746C要求成品试样在规定的温度下在炉内放置7小时（UL1054规定为300小时）。
经过7小时炉内调理试验之后将试样取出，对它模压应力释放所造成的变形检查。
如果结果是带电件或危险机械部件外露，或者未能达到最终产品标准所要求的防护等级，则外壳的任何变形与翘曲或张开均认为不合格。
对于用软线连接的器具，塑料外壳有时也用作当软线被拉动时避免内部软线连接处受到应力作用，这一功能称为应变解除。
如果塑料外壳有助于应变解除作用，则这里所指出的试验就在用户送来的未处理过的样品上进行，也在前述经过模压应力炉调理试验的样品上进行。
3、考虑非正常运行对外壳的影响
器具的非正常运行会对塑料外壳产生严重的影响。
因此，UL746C要求塑料包封的产品经受非正常的与严酷的使用工作状态的试验，以确定其对外壳结构的影响。
例如，器具会在欠电压或过电压下运行，这会使内部的元器件产生很大的热量，电动机会失速或减速以模拟可能的产品状态。
除了最终产品的器具或设备，环境对用聚合物制造的外壳的影响是一个重要的因素。
UL746C要求这类设备的外壳材料要经受日照和雨淋作用的模拟试验，在上述条件下，特性等级不应显著下降。
4、外壳材料的替换规定
用聚合物制造的外壳经过评定，认为合格可以应用之后，主产品制造厂会要求使用替换性材料。
如果此替换材料是一种UL认可的元器件，且与原先使用的材料属同一类材料0或者某些关键材料与原先使用的材料相同，甚至还要好，则有可能接受采用这种经过最终产品有限项目试验的替换材料。
UL746C规定了评定替换材料的规则。
UL采用以下的三个步骤来评定外壳，第一，要鉴定产品所使用的具体的聚合材料，第二，需要测定这种材料在该产品中所起的作用，第三，有必要取得具体材料的材料特性资料，这种资料可从UL发行的黄卡中得到。
评价材料性能的基本参数
首先看两个UL认可塑料范例:
1、以下为UL认可塑料元器件的指引信息：
QMFZ2.E57725
Plastics-Component
GuideInformation
POLYONECORP
E57725
177MIKRONRD
BETHLEHEM,PA18020USA
H
D
RTI
V
4
C
Min.
Flame
W
A
Elec
Mech
T
9
MaterialDsg
Color
Thk
Class
I
Imp
Str
R
5
Polyamide6（PA6）,furnishedaspellets.
1008#
ALL
0.75
—
65
12#
130
75
1.5
85
3.0
3
80
90
6
有的还有IECGWIT，IECGWFT和IECBP。
如下表所示：
ABCCOMPANY
MaterialDesignation（材料名称）：
1000G（a）
Productdescription（产品描述）：
Polyamide6（PA6）,glassreinforced,furnishedaspellets.
Min.Thk.
mm
RTI
Elec.
Imp.
Str.
IEC
GWIT
GWFT
BP
NC,BK
100
--
2
750
900
V-0,
5VA
1
95
7
120
（a）–representsanumber10-30incl.
2、以下为典型的UL黄卡：
表中各列依次对应1表中的MaterialDsg.（材料名称），Color（颜色），Min.Thk.（最小厚度），FlameClass（可燃性等级），HWI（PLC值），HAI（PLC值），RTIElec.（℃），RTIImp.（℃），RTIStr.（℃），HVTR（PLC值），D495（PLC值），CTI（PLC值）。
塑料（QMFZ2）指引信息
为使材料在最终使用产品应用中的用途易于评估，这些材料已按照确定其特性的确定程序进行了试验。
这些试验可能包括材料可燃性（燃烧特性）因各种热和电气源导致的点燃特性，漏电起痕与其它电气特性，物理和化学特性，及分析试验。
另外，长期暴露于高温（空气炉老化）、水、紫外线、寒冷等因素对特性保持力的影响也可进行评估。
因为空间限制，在单独认可中仅能列出有限的特性值。
在材料具有相
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