熱塑性彈性體TPE在電線電纜中的應用制作：肖雪生日期：2012/05/01前言：低煙無鹵阻燃、熱塑性彈性體的定義----什么叫低煙無鹵阻燃熱塑性彈性體?指不含鹵素(F、Cl、Br、I、At)、不含鉛、鎘、鉻、汞等環境物質的膠料制成的防火性的，即使發生燃燒，也不會發出如：鹵化氫、一氧化碳、二氧化硫等有毒煙霧的環保型熱塑性材料。一.

TPE在電線電纜中的應用

在電線電纜和光纜外層起保護作用的部件。主要有三種類：塑料類、彈性體類及金屬類。其中塑料類最常用的是聚氯乙烯、聚乙烯，還有根據電纜和光纜特性有阻燃型、低煙低鹵型、低煙無鹵型TPE等，所有材料性能必須符合特定的安規要求。二、應用現狀及發展趨勢

2.1應用現狀熱塑性彈性體是一種兼有塑料和橡膠特性的高分子材料，它具有優越的加工性能和力學性能，以及良好的耐候性和電性能，可以直接擠出，生產工藝簡單，生產效率高，成本低，能耗小，是優良的電纜料原料，近十年來得到了很大的發展。目前，熱塑性彈性體品種很多，耐溫等級已達到125℃。熱塑性彈性體在電纜領域的應用潛力很大。熱塑性彈性體被廣泛用作船舶、礦山、鉆井平臺、核電站及其他電腦周邊設施的電纜的絕緣層及護套2.2發展趨勢在第二次世界大戰期間開發的鹵素-銻阻燃體系，被譽為是阻燃技術發展史上的一個里程碑，經過半個多世紀的研究和應用已走向成熟，并在近20年的阻燃劑領域中一直處于重要地位。但其燃燒時引發的有毒煙霧使人窒息比高溫灼燒更容易使人死亡。傳統的PVC電線電纜在燃燒時會產生含鹵化氫、一氧化碳、二氧化碳等有毒氣體的煙霧，這不僅影響救災工作的順利進行，而且對生命財產造成“第二次災害”。對PVC的應用持最強烈反對態度的是瑞士、德國、瑞典、美國、日本以及其它一些國家，這些國家的立法機構及協調機構已經制定了嚴格的法律，限制并將最終取消PVC的工業應用。所以，無鹵阻燃彈性體在未來會替代PVC材料，廣泛地應用于許多領域。熱塑性彈性體的種類很多，用于電纜外被及絕緣層方面的主要有聚烯烴類熱塑性彈性體(TPO)、苯乙烯類熱塑性彈性體(SBC)、熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)、聚酯類熱塑性彈性體(TPEE)等。其中，行業利潤較高的為電腦周邊用線。如：RGB、USB、DVI、HDMI、耳機線、新能源汽車用線等…..三、用于電纜外被及絕緣層方面彈性體種類

四、應用在電線外被及絕緣層的彈性體的主要性能要求

TPE用在電線方面的目前主要為低壓或直流通信軟線。通常要求與電纜略有不同。4.1電氣性能介電常數﹑耐電壓等級、抗靜電…4.2力學性能抗張強度﹑伸長率、抗沖擊強度4.3耐候性能

耐油、耐高溫、耐低溫、耐臭氧、耐化學物質腐蝕、耐燃等要求注：詳細的測試及要求標準，可參考UL1581電線電纜和軟線參考標準、UL83熱塑性塑料絕緣電線電纜、UL758電器布線線纜標準。五、相比其它傳統的電線電纜材料，TPE有何優勢？1.可回收、環保、符合ROHS要求、可符合UL要求2.優異加工性：溫度為160~230℃皆可加工，相比PVC有跟寬的加工溫度段。3.節能。熱塑性彈性體大多不需要硫化或硫化時間很短，可以有效節約能源。4.優異耐熱性：耐熱性136℃×168hr可Pass。5.兼具柔軟性及表面平滑性，人性化，還有人體兼容性。無毒性（如醫療器材）6.可通過物性測試：如抗張強度測試、伸長率測試。7.可通過電氣性質測試。8.具有優異的著色性能。9.良好的防火性。實驗室簡介

SINARISELaboratoryServiceManual測試項目－－－實驗室設備一覽表－－－常規性能測試目錄一、測試項目1.電氣特性測試-絕緣體積電阻測試8.熱變形測試2.硬度測試9.擺錘沖擊測試3.融熔指數測試10.材料粘度測試4.抗張強度及伸長率測試11.材料氧指數測試5.耐燃測試UL1581&UL9412.色差測試儀-分光儀6.比重測試13.灰份測試7.耐老化性測試二、測試設備一覽表三、熱塑性材料主要性能測試及方法拉伸性(Tensileproperties)-拉伸強度(Ts)和伸長率(Te)彎曲特性(FlexuralProperties)-彎曲強度(Fs)和彎曲模量(Fm)沖擊強度(ImpactStrength)阻燃性(Flammability)熱變形溫度(HeatDeflectionTemperature)流動性(MeltFlowIndex)電性能(ElectricalProperties)邵氏硬度(RockwellHardness)比重(SpecificGravity)模具收縮率(MoldShrinkage3.1熔體流動速率（MeltFlowIndex）在規定的溫度與荷重下，測定熔融狀態下的塑料材料在10分鐘內通過某規定模孔的流量，是評價材料相對流動性的參數。熔流指數（MI）越大，材料的流動性越好。MI值越大流動性越好，所以可以成型精密部件，且可以縮短循環時間。按產品的用途，可以選擇與耐熱性、沖擊強度等不同的物性來互補MI值。塑料具有隨流動速度和粘度發生變化的特性，因此在高速加工條件下，有可能出現流動性與流動特性不一致的情況，應留意。試驗要求：含有揮發性物質及水分的塑料粒必須進行預干燥，不然會引起重復性差和材料的降解。3.2.ASTMD638標準的拉伸樣條及相關尺寸測試標準：拉伸試驗的標準規格有GB1040、ASTMD638、ISO527，其內容相似。測試設備：電子萬能試驗機，裝有能以一定速度移動的夾具。此器材還適用于壓縮、彎曲、剪斷等測試。測試速度：因為拉伸速度對材料的拉伸性能測試影響很大，所以必須依據不同材料、不同樣條尺寸采取適宜的拉伸速度。拉伸應力(TensileStress)：試片變形前，施加于單位面積上的拉伸力的大小。伸長率(TensileStrain)：試片原本標線間的長度因拉伸力的作用產生的變化。屈服點(YieldPoint)：應力應變曲線中，即使荷重不增加，伸長率也開始上升的時刻稱為屈服點。此時的應力為屈服強度(YieldStrength)，此時的變形率為屈服伸長率(ElongationatYield)。拉伸模量(TensileModulus)：在變形率較低的區間，應力與應變通常呈直線變化的關系，此區間的應力與應變的比值（拉伸應力/伸長率）被稱為拉伸模量。斷裂強度(BreakingStrength)：指斷裂點(BreakPoint)上對應的拉伸力。斷裂伸長率(ElongationatBreak)：指斷裂點(BreakPoint)上對應的伸長率。拉伸強度(TensileStrength)：有屈服點的材料，拉伸強度是指屈服強度；不產生屈服現象的材料，破壞強度即為其拉伸強度。注意：聚合物物材料的機械性質，由于其固有的粘彈性，對變形速度或周圍環境非常敏感，因此在測試材料時，室溫以恒定23度為佳。3.3.拉伸性能3.4阻燃性能測試

塑料因其加工容易和價格較低，在許多方面代替金屬材料的使用，且具有阻燃性及耐熱性等幾種特性，但比起金屬來，性質較為脆弱，有可能成為引發火災的原因，因此為了防范于未然，許多國家正在制造各種規格的耐火產品，以此來試驗塑料的耐火能力。有關耐火的規格UL94：美國UL(UnderwritersLaboratory)關于塑料的燃燒性的規格，耐火度：5VA>5VB>V-0>V-1>V-2>HB。IEC707：國際電氣技術委員會的耐火安全規格。CSA22.2項目的No.0.6(TestA~J)：應用于加拿大電氣、電子產品的樹脂耐火規格。UL也可以發行在加拿大銷售的樹脂類的試驗及證書(Certification)。3.4.1.水平燃燒試驗（HBTest:HorizontalBurningTest）用途：適用于耐火較低的材料的試驗，測定燃燒速度樣條：12.7cm1.27cm厚度（5個樣條）樣條存放條件：23C，濕度50%，48小時以上火焰要求：甲烷氣體，2.54cm藍色火苗，燃燒器傾角為453.4.2.垂直試驗（VerticalTest）用途：適用于耐火材料的試驗，測定燃燒時間試驗方法：將樣條接觸火苗10秒鐘后移開樣條，測定燃燒時間；重復第二次（對5個樣條都實施）樣條和存放條件：與HB試驗相同。火焰要求：甲烷氣體，藍色單一火苗，高度2cm3.5.比重和密度（SpecificGravity/Density）比重是指材料的質量與同體積的水質量相比所得的比值。密度是指在一定溫度（對于塑料一般指23C）下，材料單位體積所含的質量，用g/cm3表示。比重和密度不論在意義上還是在數值上都存在一定的差異。比重是材料的成本方面的重要因素，在材料的生產過程和成型過程中用于調節生產。經常混合使用，23C時水的密度略小于1，因此兩個數值產生略微差異，可以用下面公式相互換算：密度=比重0.99756。實驗方法：比重可以使用已經成型品進行實驗，也可以用粉末和顆粒等成型原料進行測定。和可能產生氣泡等空洞的成型原料比較，成型品更適合于進行測試。使用成型品進行測試時，要等到成型完全收縮以后再進行。方法一（使用成型品）：將一小塊成型品放在比重計上稱出其重量后，放進一定溫度的水里重新稱取重量，以兩者重量之差計算密度。方法二（使用成型原料）：將一定重量的原材料放入測試小籠子內，先用高濃度酒精清洗表面雜質后用清水清洗，以與23C時的重量與體積之差計算比重。3.6電性能（ElectricalProperties應用于電氣領域的塑料通常均需要具有絕緣性，要求材料有優秀的電性能。絕緣破壞電壓高，絕緣電阻大的材料能防止因暴露在外的電流引起電介質的加熱現象。塑料如果吸收了水分，會使電性能降低，因此絕緣材料的耐濕性也很重要。1.熱絲著火HotWireIgnition（HWI）2.高電流電弧著火HighCurrentArcIgnition（HAI）3.耐電弧ArcResistance：塑料材料抵抗由高壓電弧作用引起變質的能力，通常用標準電弧焰在材料表面引起炭化至表面導電而電弧消失所需時間表示，單位是秒。

4.高電壓電弧追蹤速率HighVoltageArcTrackingRate（HVTR）：塑料材料表面流經高電壓、高電流時，不形成導電路的承受能力，測定高電壓（5200V）下形成導電路的速度（單位時間內形成的導電路的長度）5.介電強度DielectricStrength：材料對高電壓的承受能力，為電性的最大強度，測定材料產生破損時的電壓6.體積電阻率VolumeResistivity：材料內部的阻力程度。在材料的反面施加電壓，測定試片的阻力。阻力數值越大，導電性越差，絕緣性越好7.表面電阻率SurfaceResistivity：材料表面的抗衡程度。在試片表面兩個位置之間施加電極，測定試片表面的電阻特性3.7.成型收縮率（MoldShrinkage）概要材料成型時，會因冷卻產生產品尺寸比模具尺寸縮小的現象，成