غالبًا ما يُقال إن المواد البلاستيكية المثبطة للهب تحتوي على نسبة عالية من CTI، وأسلاك عالية الاحتراق، ما هو بالضبط؟

غالبًا ما يُقال إن المواد البلاستيكية المثبطة للهب تحتوي على نسبة عالية من CTI، وأسلاك عالية الاحتراق، ما هو بالضبط؟

من أجل ضمان سلامة حياة الناس وممتلكاتهم، أدخلت البلدان في جميع أنحاء العالم لوائح بشأن المعدات الإلكترونية والكهربائية المستخدمة في المواد العازلة البلاستيكية، وخصائص مثبطات اللهب، ومقاومة الحرارة والخصائص الكهربائية، مثل الأحكام القاسية.

المنتجات الإلكترونية والكهربائية للمواد العازلة البلاستيكية لمقاومة الحرارة المقاومة للهب والأداء الكهربائي، عادةً ما يكون لها متطلبان - ارتفاع CTI، وسلك عالي الاحتراق.

بالنسبة للأصدقاء الذين يصنعون المنتجات الكهربائية والإلكترونية، CTI، فإن كلمة حرق الأسلاك هي كلمة شائعة جدًا. ولكن بالنسبة للشخص العادي فهو أكثر غموضا ويصعب فهمه. إذًا ما الذي يعنيه بالضبط ارتفاع مؤشر CTI والسلك عالي الاحتراق؟

1. ما هو CTI

يُطلق على CTI اسم مؤشر التتبع المقارن (CTI)، وهو أقصى جهد في V يمكن لسطح المادة العازلة أن يتحمل 50 قطرة من الإلكتروليت (0.1٪ محلول مائي من كلوريد الأمونيوم) دون تكوين آثار تسرب.

بمعنى آخر، CTI هي أعلى قيمة جهد يمكن عندها لسطح البلاستيك العازل أن يتحمل 50 قطرة من سائل موصل في ظل ظروف تنشيط دون إنشاء دائرة كهربائية قصيرة للكربنة. بشكل عام، كلما ارتفعت قيمة CTI للبلاستيك العازل، كانت مقاومته للتسرب أفضل.

2. لماذا اختبار CTI؟

المواد العازلة البلاستيكية لها ظاهرة تلف كهربائي خاصة: عندما يكون سطح المادة مبللاً، يكون هناك حطام ويكون المجال الكهربائي كبيرًا بما فيه الكفاية، سيشكل السطح مسارًا موصلًا متفحمًا، ويشكل في النهاية دائرة كهربائية قصيرة، والتي من المرجح أن تكون يؤدي إلى النار.

الآلية هي: عندما يكون سطح المادة رطبًا نسبيًا، يكون هناك حطام ويكون المجال الكهربائي كبيرًا بدرجة كافية، وقد يتم تنشيط سطح الحطام، وتنشيط الحرارة الناتجة عن تبخر الماء، ومن ثم تكوين طبقة جافة الفرقة (لا تحتوي على شريط موصل للماء)؛ بسبب تبخر الماء يمكن أن يسلب كمية كبيرة من الحرارة، والشريط الجاف لا يحتوي على الماء، وعدد كبير من تجميع الحرارة؛ ما يكفي من الحرارة لجعل عزل سطح البلاستيك الكربنة، وتشكيل الكربنة للمسار الموصل، وفي نهاية المطاف تشكيل دوائر قصيرة. يتم تشكيل الدائرة القصيرة في النهاية.

يحاكي CTI هذه العملية ويقيس الحد الأدنى من الجهد الذي يمكن أن ينتج عنده البلاستيك العازل أثر تسرب، وبالتالي تحديد ما إذا كانت المادة مناسبة للاستخدام في بيئة معينة.

3. كيف يبدو اختبار CTI؟

كما هو موضح في الشكل: الشكل العلوي يوضح جهاز القطب الكهربائي، والشكل السفلي يوضح المعدات التجريبية. يجب أن يكون حجم العينة أكبر من 15 مم × 15 مم، ويجب ألا يقل سمكها عن 3 مم؛ يجب أن تكون المسافة بين القطبين 4.0 مم 士 0.1 مم، وزاوية التثبيت 60 درجة؛ يجب أن يكون ارتفاع فم القطرة والعينة 30-40 ملم.

بعد تثبيت الإعداد التجريبي، حان وقت الاختبار:

نظرًا للجهد (عادةً من 300 فولت للبدء)، يعد التحكم في حجم القطرة في 20-23 مم مكعب أمرًا جيدًا، حيث تنخفض القطرات بفاصل زمني 30 ثانية شي 5 ثانية على سطح العينة؛ حتى يتم تكوين التتبع الكهربائي والضرر أو حتى إسقاط 50 قطرة من المنحل بالكهرباء حتى.

كرر الاختبار عن طريق زيادة أو خفض الجهد (بمقدار 25 فولت أو مضاعفات 25 فولت) حتى يتم الحصول على جهدين متجاورين (جهد أصغر مع عدم وجود تسرب بعد 50 قطرة، جهد أكبر مع تسرب)، وحدد الجهد الأصغر كقيمة CTI للجهد مادة.

4. لماذا تحسين CTI؟

مع التطور السريع لإنترنت الأشياء (IoT)، وضع جانب المستخدم متطلبات أكثر صرامة بشأن سلامة وموثوقية النظام الكهربائي، ومتطلبات الخصائص العازلة للمواد مثل الشيخوخة الحرارية، واللهب لقد زادت بشكل كبير التثبيط، وقوة العزل الكهربائي، وCTI، والتوافق الكهرومغناطيسي (EMC).

المثال الأكثر شيوعًا هو السيارات الكهربائية. في عملية كهربة المركبات، يعد CTI أكبر من 400 فولت هو المتطلب الأكثر شيوعًا. من أجل زيادة نطاق السيارات الكهربائية، من الضروري استخدام جهد تيار مستمر أعلى، الأمر الذي يتطلب مواد ذات مؤشر تيار مستمر يزيد عن 600 فولت، أو حتى 700 فولت أو 800 فولت، من أجل تلبية متطلبات DIN 60664-1 الخاصة بالمركبات الكهربائية. الخلوص الكهربائي ومسافة الزحف.

لذلك، يجب على مهندسي تعديل المواد تقييم هذه المتطلبات بعناية في مرحلة الصياغة من أجل زيادة سلامة وموثوقية النظام الكهربائي لكل تطبيق.

5. ما هي العوامل التي تؤثر على CTI؟

1) المواد الأساسية

كلما زاد محتوى الكربون في الراتنج، كلما كان CTI أسوأ. تحتوي كل من PE وPP وPA6(66) على مؤشر CTI يبلغ حوالي 600 فولت، وهو ما يرتبط بمحتواها المنخفض من الكربون. على العكس من ذلك، فإن PPS الذي يحتوي على حلقات بنزين لديه CTI فقط يبلغ 125 فولت، وبالتالي فإن نظام PPS/PA6/GF أفضل من PPS/GF. نظرًا لأن ما يسمى بمؤشر أثر بداية التسرب النسبي (CTI) هو الأثر الناتج عن الكربنة، فإن جميع العوامل التي تفضل الكربنة سوف تقلل من CTI.

2) المضافات العضوية الجزيئية الصغيرة

ومن بين المضافات العضوية، فإن مثبطات اللهب المحتوية على البروم لها تأثير كبير على CTI. وذلك لأن مثبطات اللهب المحتوية على البروم غير مستقرة للحرارة ويمكن تفحيمها بسهولة. بالإضافة إلى ذلك، فإن الجزيئات العضوية الصغيرة (خاصة الشموع العضوية) التي تترسب بسهولة من مثبطات اللهب يتم أيضًا تفحيمها بسهولة على سطح المنتجات البلاستيكية.

3) الحشو

يمكن أن تغطي مواد الحشو، وخاصة تلك الحشوات القشرية، سطح البلاستيك، بحيث يوجد الراتنج في شكل متقطع، مما يقطع مسار التفحم، وهو ما لا يفضي إلى تكوين قنوات موصلة (مسارات التفحم).

4) عوامل أخرى

- جودة السطح: سوف يؤثر تسطيح السطح البلاستيكي والتشطيب والنظافة وعوامل أخرى أيضًا على أداء أثر بدء التسرب. قد تؤدي عيوب السطح أو الخدوش أو الملوثات إلى زيادة التعرض لآثار بداية التسرب.

- درجة الحرارة والرطوبة: قد يكون للتغيرات في درجة الحرارة والرطوبة المحيطة تأثير على مقاومة المواد البلاستيكية لعلامات التسرب. في درجات الحرارة المرتفعة أو الرطوبة العالية، قد يكون البلاستيك أكثر عرضة لعلامات التسرب.

- الضغوط الكهربائية: قد يكون للضغوط الكهربائية التي يتعرض لها البلاستيك أثناء الاستخدام، مثل الجهد والتيار، تأثير أيضًا على مقاومته لعلامات التسرب. الفولتية العالية أو التيارات قد تزيد من خطر علامات التسرب.

- شروط الاستخدام: قد تؤثر أيضًا ظروف استخدام المواد البلاستيكية، مثل تعرضها للمواد الكيميائية أو الأشعة فوق البنفسجية أو التآكل الميكانيكي، على مقاومتها لعلامات التسرب.

في الختام، فإن علامات التسرب تنتج بشكل رئيسي عن عدم انتظام المجال الكهربائي في المكونات الكهربائية، مما يؤدي إلى تفريغ وميض، والذي بدوره يؤدي إلى توليد وتراكم الكربون الحر، مما يؤدي إلى علامات التسرب للمادة العازلة. يعد تقليل توليد وتراكم الكربون الحر الناتج عن التفريغ، وزيادة درجة حرارة التحلل الحراري للمواد المضافة المختلفة، وتحسين لمعان السطح واستواء المنتجات من الطرق الفعالة للحصول على قيم CTI عالية للمواد البلاستيكية الهندسية المعدلة.

6. حول اختبار سلك الحروق

اختبار السلك الحارق هو اختبار استقرار المنتجات الكهربائية والإلكترونية أثناء التشغيل، والسلك الحارق نفسه هو في الواقع مواصفات ثابتة لحلقة سلك المقاومة.

يتم إجراء الاختبار عن طريق تسخين السلك كهربائيًا إلى درجة حرارة محددة، مما يسمح لطرف السلك بالتلامس مع العينة لفترة زمنية موحدة، ومن ثم مراقبة وقياس حالتها، نطاق الاختبار اعتمادًا على إجراء الاختبار المحدد .

هناك مصطلحان رئيسيان متضمنان في اختبار السلك الحارق:

مؤشر القابلية للاشتعال GWFI

مؤشر القابلية للاشتعال لسلك التوهج (GWFI)، أقصى درجة حرارة اختبار لعينة اختبار بسماكة محددة في ثلاثة اختبارات متتالية، والتي يجب أن تستوفي أحد الشروط التالية:

- يتم إطفاء لهب أو احتراق عينة الاختبار في غضون 30 ثانية بعد إزالة السلك الحارق، ولا يشتعل ورق التغليف الحريري الموجود تحت عينة الاختبار؛

- عينة الاختبار لا تشتعل.

طريقة تسجيل GWFI:

على سبيل المثال، بالنسبة لعينة اختبار بسمك 3 مم ودرجة حرارة اختبار تبلغ 850 درجة مئوية، يتم تسجيل GWFI على النحو التالي: GWFI: 850/3.0

إذا لم يتم استيفاء أي من الشرطين المذكورين أعلاه أو كليهما، فمن الضروري تحديد درجة حرارة اختبار أقل وتكرار الاختبار مع عينة اختبار جديدة.

درجة حرارة الاشتعال GWIT

درجة حرارة اشتعال سلك التوهج (GWIT) هي درجة حرارة أعلى بمقدار 25 كيلو (30 كيلو بين 900 درجة مئوية و960 درجة مئوية) من درجة الحرارة القصوى للجزء العلوي من سلك الحرق والتي لا تسبب اشتعال عينة الاختبار بالسمك المحدد في ثلاثة اختبارات متتالية.

ببساطة، يتم اجتياز اختبار GWIT طالما لم يحدث أي اشتعال عند درجة حرارة الاختبار (3 عينات متتالية) (تتم إضافة 25 درجة مئوية إلى درجة الحرارة عند إصدار التقرير، ويتم إضافة 30 درجة مئوية إلى درجة الحرارة عند إجراء الاختبار عند 900-960 درجة مئوية).

طريقة تسجيل GWIT:

على سبيل المثال، بالنسبة لعينة اختبار بسمك 3.0 مم، فإن أعلى درجة حرارة اختبار لم تسبب اشتعالًا هي 825 درجة مئوية، ثم يتم تسجيلها على النحو التالي:

GWIT: 850/3.0 (ملاحظة: 850 درجة مئوية = 825 درجة مئوية + 25 درجة مئوية)

ملاحظة: يشير ما يسمى بالإشعال، IEC للوائح GWIT، إلى وقت الاحتراق لأكثر من 5 ثوانٍ للإشعال، أي طالما لم يتم إشعال اللهب أكثر من 5 ثوانٍ، يرجى الانتباه بشكل خاص إلى هذه النقطة ل!

وفقًا للجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) التابعة للاتحاد الأوروبي، تتطلب الصناعة تنفيذ معايير تقييم اختبار مثبطات اللهب لأسلاك حرق IEC60695، ومنظمة IEC في معايير السلامة IEC60335 للأجهزة الكهربائية المنزلية وما شابهها التي طرحتها الأجهزة غير المراقبة المستخدمة على المدى الطويل. في الأجزاء البلاستيكية من خصائص مثبطات اللهب للمادة، يجب أن تستوفي مستوى UL94V-0 و750 درجة مئوية، ولا تشتعل مادة التلامس السلكية المحترقة خلال 30 ثانية أو وقت الاحتراق أقل من 5 ثوانٍ، أي أن درجة حرارة الاشتعال للسلك المحترق هي غير مشتعل، وقت اللهب 5 ثواني. أي أن درجة حرارة اشتعال السلك المحترق (GWIT) أكبر من 750 درجة مئوية. بالنسبة لمكونات محددة مثل الموصلات ومفاتيح الاتصال والمحركات ومبيت قواطع الدائرة، تتطلب أيضًا درجة حرارة GWIT تبلغ 850 درجة مئوية ومؤشر قابلية اشتعال سلك التوهج (GWFI) يبلغ 950 درجة مئوية.

خاتمة

وفي مجال مثبطات اللهب، أصبح اختبار Scorch Wire معيارًا مهمًا لقياس ثبات وسلامة المواد عند درجات الحرارة المرتفعة. لا يقوم هذا الاختبار بتقييم الضغوط الحرارية التي قد تواجهها المادة في التطبيقات العملية فحسب، بل يتنبأ أيضًا بموثوقيتها في المعدات الإلكترونية والكهربائية. إن اجتياز اختبار السلك الحارق عند 850 درجة مئوية يوضح أن المادة تحافظ على سلامتها الهيكلية والوظيفية في ظل الظروف القاسية، وبالتالي توفر ضمانًا قويًا للاستخدام الآمن للمنتج.

YINSU Flame Retardant's Red Phosphorus Flame Retardant 301Y وPiprazine Flame Retardant PPAP-15 اجتازا بنجاح اختبار سلك الحروق عند 850 درجة مئوية، والذي يسلط الضوء على احترافية الشركة وقوتها التكنولوجية في البحث والتطوير لمثبطات اللهب. إن الأداء العالي لـ 301Y's وPPAP-15 في اختبار Scorch Wire لا يلبي احتياجات السوق للمواد المقاومة للهب عالية الأداء فحسب، بل يوضح أيضًا التزام الشركة بتعزيز سلامة المواد وصداقتها للبيئة. سلامة المواد والود البيئي.

توفر مثبطات اللهب التي تجتاز هذه الاختبارات خيارات مواد أكثر أمانًا وموثوقية للصناعات الكهربائية والإلكترونية والسيارات والبناء والفضاء. مع استمرار تزايد الطلب العالمي على المواد المثبطة للهب، سوف تستمر مثبطات اللهب الخاصة بـ YINSUs Flame Retardant في لعب دور مهم في تعزيز تقدم معايير السلامة الصناعية وحماية حياة وممتلكات المستخدمين، وتوفير حلول مثبطات اللهب تتسم بالكفاءة والفعالية من حيث التكلفة لمختلف العملاء.