塑料絕緣材料在電子電氣工業(yè)中的應(yīng)用

電子電氣工業(yè)用塑料是指在電子電氣工程領(lǐng)域應(yīng)用的塑料絕緣材料、導(dǎo)電塑料、壓/熱電塑料及其選材和制品的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)。電子電氣工業(yè)消耗塑料的數(shù)量占塑料總耗量的第三位，僅次于包裝和建筑工業(yè)。這里主要介紹塑料作為絕緣材料的一種在電子電氣行業(yè)上的應(yīng)用。

電子元器件

電子元器件一般以接插件、線圈、感應(yīng)元件為中心，包括濾波器、振蕩子、電鍵等部件。這些部件的集成化和表面裝飾技術(shù)（SMT）的出現(xiàn)，使電子產(chǎn)品的附加值大大地提高。

接插件

接插件可以使用的多種材料制造，如PA、PBT、PET等，其中采用PA生產(chǎn)的接插件成本較低。例如上海杰事杰公司的尼龍產(chǎn)品PAF23，加工流動(dòng)性較好，可用于制作薄壁部件。隨著制件的多樣化，對(duì)尺寸穩(wěn)定性和耐熱性要求更高時(shí)，可選用 PBT材料，在有特殊要求的插接件可采用PC材料制造。當(dāng)然，耐熱性更優(yōu)異的PPS和LCP增強(qiáng)塑料也是理想的選擇對(duì)象。

線圈骨架

線圈骨架是線圈線與端子經(jīng)焊接而成。端子插入物成型后，對(duì)其插入工藝有特殊的要求，尤其是大型線圈焊接時(shí)熱容量大，因此可選用PA、PBT、PC制造。其中PA和增強(qiáng)PA具有強(qiáng)度高、韌性高、有一定絕緣性能、易于成型壁薄骨架以及生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。隨著繼電器的發(fā)展，又提出了小型化的要求，故對(duì)要求是在260℃短期工作的材料，應(yīng)選用PPS。

電阻器

電阻器作為電路中的負(fù)載起著降低電源電壓、調(diào)節(jié)工作電壓的作用。塑料在電阻器中主要用來(lái)制造電阻器骨架、外殼和墊片等零部件。對(duì)塑料骨架的要求是：機(jī)械強(qiáng)度高，電絕緣性能優(yōu)良，耐熱性和尺寸穩(wěn)定性好。常用的材料為：聚砜、PBT、注射級(jí)酚醛塑料粉料。

變壓器

變壓器是重要的電子電氣元件，它起著改變電壓、傳遞電壓、傳遞功率以及阻抗匹配的作用。塑料在變壓器中可用作骨架、接線板等。

增強(qiáng)PBT、增強(qiáng)PPS等都是新型耐高溫工程塑料。它們的共同特點(diǎn)是耐熱性好，耐溶劑性好，強(qiáng)度高，介電性能好。增強(qiáng)PBT在干燥條件下使用，可在150℃下長(zhǎng)期工作，在250℃左右短期工作。但是增強(qiáng)PBT耐熱水性較差，不宜在濕熱條件下長(zhǎng)期工作。

繼電器

繼電器在電子電氣工業(yè)中，起著自動(dòng)操縱、監(jiān)督、調(diào)節(jié)和保護(hù)的作用。例如高穩(wěn)定性的振蕩器要保持恒定的溫度，就必須采用熱繼電器來(lái)保護(hù)。

繼電器骨架與變壓器骨架要求有相同的地方。例如，要求較高的耐熱性、足夠的強(qiáng)度、良好的介電性能等。新型工程塑料由于其生產(chǎn)效率高、機(jī)械和介電性能好而常用作繼電器的骨架材料。目前繼電器有小型化的發(fā)展趨勢(shì)，這要求塑料骨架尺寸小，而且在保證使用要求的前提下，骨架壁越薄越好。因?yàn)檫@樣可以縮小線包體積，減少銅線長(zhǎng)度。對(duì)于壁厚僅為0.2mm的骨架，應(yīng)采用PA、PP等材料。

另外，電鍵是繼電器的重要部件之一，電鍵的應(yīng)用技術(shù)和功能的不斷提高，要求使用的塑料種類也隨之多樣化，一般來(lái)說(shuō)電鍵要求耐熱性、尺寸穩(wěn)定性能高的塑料，常用的有PBT、PA、PET、改性PPO等。

電氣設(shè)備

電氣設(shè)備類型繁多，要求各異，對(duì)絕緣塑料的要求也不盡相同。

低壓電氣設(shè)備

對(duì)于低壓電氣設(shè)備和線路結(jié)構(gòu)中所使用的絕緣塑料，電性能不是關(guān)鍵指標(biāo)，這是因?yàn)橛山殡娦阅苤苯右鸬膯?wèn)題很少出現(xiàn)。然而，絕緣塑料的耐熱性和環(huán)境適應(yīng)性，如耐潮、耐油、耐溶劑和耐候等性能則顯得格外重要。玻纖增強(qiáng)的PA、PBT和PC是常用的低壓電器熱塑性材料，多數(shù)用于殼體、內(nèi)外裝飾件等。低壓電器有斷路器、交流接觸器、連接器、開(kāi)關(guān)件、接線盒、插頭、插座、各種接線柱等。如上海杰事杰公司的產(chǎn)品PA66 BC6056B5P、PAM216T、PAF23、PBT BC4056等在斷路器、交流接觸器、連接器等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，并成功地為數(shù)家全球知名企業(yè)提供了材料解決方案。

中、高壓電氣設(shè)備

中、高壓（6kV以上）條件下使用的絕緣塑料主要依賴于其電性能。一般常用的材料為熱固性塑料。

結(jié)構(gòu)部件

電子電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)件主要包括傳動(dòng)部件（齒輪、凸輪、軸承）、固定件（支架、座盤、把手、鉸鏈、螺釘?shù)龋┖屯庥^部件（如殼體、外框、罩、盤等）。過(guò)去這些部件均采用金屬材料制成。由于工程塑料具有摩擦系數(shù)小、耐磨性好并有一定的機(jī)械強(qiáng)度的特點(diǎn)，塑料在耐磨和潤(rùn)滑零件中已得到了推廣和應(yīng)用。尤其是新型高模量和高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料的出現(xiàn)，為塑料在結(jié)構(gòu)零件中的應(yīng)用提供了良好的條件。

傳動(dòng)結(jié)構(gòu)件

齒輪是重要的傳動(dòng)零件。電子設(shè)備所用的齒輪，大多是受力不大、精度一般為6"8級(jí)和模數(shù)為0.3mm"1mm的齒輪。眾所周知，作為熱固性塑料的酚醛樹(shù)脂齒輪早有應(yīng)用。然而，廣泛應(yīng)用塑料齒輪是在新型工程塑料出現(xiàn)以后。例如，PC制作電子計(jì)分表上小模數(shù)（0.5mm）的傘齒輪，經(jīng)長(zhǎng)期使用效果良好。用PC代替黃銅作八線示波器上調(diào)速齒輪，成本降低83%。用PA代替不銹鋼制作飛機(jī)用電子設(shè)備中的一個(gè)齒輪，工效提高14倍，質(zhì)量減輕6"7倍，材料價(jià)格有所降低。在受力為2kg的情況下，轉(zhuǎn)動(dòng)2萬(wàn)次，齒形完整無(wú)缺，滿足使用要求。

塑料齒輪選用塑料的要求是彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和耐疲勞強(qiáng)調(diào)高，耐磨性、耐熱性和尺寸穩(wěn)定性好，摩擦系數(shù)小以及不易開(kāi)裂。常用的塑料有：PA、POM、PC、增強(qiáng)PC等。

軸承是重要的摩擦零件，常用的材料有：POM、PA、氟塑料等。

采用凸輪機(jī)械是為了使電器的觸點(diǎn)自動(dòng)接通和斷開(kāi)，以及改變機(jī)械的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。凸輪材料的要求與上述軸承要求相同，常用塑料有：PA、POM和PC等。

外觀結(jié)構(gòu)件

電機(jī)和電動(dòng)工具的外殼常用玻纖增強(qiáng)PA、ABS來(lái)制造。上海杰事杰公司的玻纖增強(qiáng)PA產(chǎn)品PAR206、PAR204T等，在這一領(lǐng)域享有較高的知名度。

電子設(shè)備用的外殼外框要求外形美觀，有一定強(qiáng)度和韌性，一般受力較小的外殼，如收音機(jī)等用改性PS、ABS、PP和泡沫塑料等。

電子設(shè)備用的蓋罩按尺寸大小分為大型和小型，前者多用玻璃鋼，后者多用PA、ABS和PP。

在電子電氣工業(yè)領(lǐng)域中，電子線路元件、印刷電路、聯(lián)結(jié)件及儀器儀表設(shè)備外殼等的用量在不斷增加，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷地?cái)U(kuò)大。據(jù)預(yù)測(cè)，到2010年，隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)等商用電子設(shè)備的市場(chǎng)日漸擴(kuò)大以及圍繞既節(jié)能又省料的技術(shù)發(fā)展方向，許多電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)件向短小、輕、薄的方向發(fā)展，對(duì)塑料在量和質(zhì)方面都提出了更高要求。將來(lái)，電子電氣工業(yè)用絕緣塑料將向著低翹曲、微變形、高尺寸穩(wěn)定性、高流動(dòng)性、高熱穩(wěn)定性、低含氣量、高絕緣、合金化方向發(fā)展。新型高性能塑料品種的不斷出現(xiàn)，必將在電子電氣工業(yè)中發(fā)揮更大作用。