鑒于愈來愈多人關(guān)注到UL黃卡上的RTI值,坊間都沒有很清楚的解說,今天就讓我們做一個(gè)簡易的說明。
什么是RTI值?
RTI, Relative Temperature Index 相對(duì)溫度指數(shù)(又稱長期使用溫度) 是在某些試驗(yàn)條件下,所需要的最高工作溫度。對(duì)于終端產(chǎn)品選料是一個(gè)重要依據(jù),以展露塑料的高性能性。
依主要依據(jù)UL 746B標(biāo)準(zhǔn)(Polymeric Materials – Long Term Property Evaluations) 的長期老化測試方案 (Long Term Thermal Aging program, 以下簡稱LTTA) 來進(jìn)行測試與分析,材料經(jīng)長時(shí)間(60000小時(shí),6.8年)之試驗(yàn),其物性降至50%時(shí)所能承受之最高溫度。
RTI值越高,通常代表該材料等級(jí)越高!
RTI(長期使用溫度) vs HDT (熱變型溫度)
RTI不同于HDT,HDT(熱變型溫度)是一種短期間于一定壓力下的測試體變形之溫度。而要了解塑料的長期使用溫度,則牽涉到可靠性或壽命的問題,一般情況下都是看UL黃卡中的RTI值(長期使用溫度)。
RTI值的三種數(shù)據(jù)類型
RTI Elec(電氣性質(zhì)相對(duì)溫度測試):與關(guān)鍵電氣絕緣屬性(介電強(qiáng)度)相關(guān)。即受測試材質(zhì)在運(yùn)作狀態(tài)(即通電狀態(tài)),所測出之相對(duì)溫度。
RTI Str(靜態(tài)性質(zhì)相對(duì)溫度測試):與關(guān)鍵機(jī)械強(qiáng)度(拉伸強(qiáng)度)相關(guān)。即受測試材質(zhì)在沒有受到外力作用,所測出之相對(duì)溫度。
RTI Imp(機(jī)械性質(zhì)相對(duì)溫度測試):與關(guān)鍵沖擊耐受力(沖擊強(qiáng)度)、恢復(fù)力及柔韌性屬性相關(guān)。即受測試材質(zhì)在受到外力施壓狀態(tài),所測出之相對(duì)溫度。
如一款高溫PP K1011AG (125℃HDT) 為例:
RTI Elec 130℃ ; RTI Str 125℃; RTI Imp 125℃
從報(bào)告上的值,可簡譯成:塑料在1.5mm/3mm 厚度下,所有顏色測試品在RTI 125℃介電強(qiáng)度﹑拉伸強(qiáng)度﹑沖擊強(qiáng)度三個(gè)層面下皆能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),屬高溫PP,可應(yīng)用于大部份家電產(chǎn)品之外殼及零部件。
RTI的評(píng)估方法選擇
LTTA評(píng)估方案的核心原理來自于阿倫尼烏斯方程(Arrhenius Equation),俗稱時(shí)溫等效原理。通過在較高的溫度下,進(jìn)行相對(duì)較短時(shí)間的實(shí)驗(yàn)。在獲取到材料性能衰退行為的時(shí)間-溫度數(shù)據(jù)組合后,根據(jù)阿倫尼烏斯方程進(jìn)行線性回歸處理,最后綜合評(píng)估以獲得材料性能在相對(duì)長期使用時(shí)能承受的溫度等級(jí)。
阿侖尼烏斯方程是用以評(píng)定關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率與溫度之間的關(guān)系,熱氧化分解過程可以用阿侖尼烏斯方程進(jìn)行表述:
對(duì)于絕緣材料,不同種類的分解試驗(yàn)決定了材料機(jī)械性能、電性能等與時(shí)間的依賴性,因此在絕緣材料溫度指數(shù)評(píng)定中假設(shè)溫度引起預(yù)設(shè)性能變化所需的時(shí)間的對(duì)數(shù)與相對(duì)應(yīng)的絕對(duì)溫度的倒數(shù)之間存在這線性關(guān)系,及Arrhenius關(guān)系即關(guān)系式如下:
此方程反映了溫度和壽命之間的關(guān)系,通常被稱為絕緣材料的壽命方程
一般而言,可以根據(jù)材料及性能,選定合適的溫度進(jìn)行長時(shí)間的老化評(píng)估,直至材料衰退完成。即按照固定溫度法 (Fix-Temperature Method) 進(jìn)行研究。此方法適合于實(shí)驗(yàn)設(shè)備(高溫烘箱)相對(duì)有限的實(shí)驗(yàn)室。并且對(duì)于大多數(shù)的材料,隨時(shí)間推進(jìn),皆能獲得材料性能衰退的數(shù)據(jù),以評(píng)估最終RTI結(jié)果。也正因?yàn)槿绱耍?ldquo;時(shí)間”將很有可能成為該評(píng)估方法的最大成本占比。而且具體完成時(shí)間也無法在研究開始之初作出準(zhǔn)確的預(yù)估。
實(shí)際上,根據(jù)UL 746B標(biāo)準(zhǔn)的描述,依據(jù)相同的原理,還可以從另外一個(gè)角度考慮評(píng)估方案。
以多個(gè)高溫烘箱(通常最少6個(gè)以上)同時(shí)進(jìn)行材料老化試驗(yàn),選定合適的時(shí)間點(diǎn)獲取不同溫度下的材料性能衰退數(shù)據(jù)。即按照固定時(shí)間法 (Fix-Time Method) 進(jìn)行研究。此方法適合于設(shè)備相對(duì)充足的實(shí)驗(yàn)室。顯而易見,該方法能夠在研究開始階段即可規(guī)劃取樣時(shí)間點(diǎn),并能更準(zhǔn)確的預(yù)計(jì)研究完成時(shí)間。
在實(shí)際測試中, 可考慮先按照固定時(shí)間法進(jìn)行規(guī)劃,視乎材料性能衰退行為,有必要時(shí)轉(zhuǎn)至固定溫度法評(píng)估。以期達(dá)到時(shí)效與風(fēng)險(xiǎn)可控兩方面的優(yōu)點(diǎn)。
