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连接器技术之--5.3 添加与添加剂

连接器技术之--5.3 添加与添加剂
      在连接器领域应用的大多数树脂可以通过添加剂的方式来提高其性能。这些添加剂的范围从阻燃剂到惰性添加剂以及加强料。很多用作绝缘的材料可通过增强处理和添加剂的方式来提高其性能。增强处理通常用来提高材料的强度、硬度、尺寸稳定性以及热和机械性能。其通常能减小热膨胀系数(CTE)并且在薄片结构中它们能减小卷曲和收缩。添加剂通常能增强硬度、尺寸稳定性、和热机械性能。它们有时会影响强度和工作性能。添加剂通常便宜且能降低材料的成本。在很多情况下增强剂和添加剂联合与玻璃纤维使用以平衡成本与性能之间的关系。这里有一些因素能控制附加添加剂的使用：载荷---附加添加剂的数量将决定一定载荷下硬度、强度以及热性能的增
加。一般情况下50%的载荷常常被用到。比率---在很多情况下增强效率要由玻璃纤维和添加剂在比率方面(长度/直径比率)来决定。很多添加剂是易碎且在材料的铸造和成型时易碎裂和退化。具有低比率的材料经不起太大的损坏。界面连接—很多矿物质和玻璃基于其化学组成而具有高表面积，其组成占有很高的表面能量。Couplingagent或sizing 可用于量度材料增强树脂矩阵之间的联接。通常的couplingagent包括silanes，石蜡，titinates和胺。混合处理----添加剂与聚合物矩阵相联接的方法将会在其性质上产生想不到的效果。
用得*广泛的增强和添加剂是阻燃剂、玻璃光学纤维、云母片、wallastonite以及滑石粉。
       5.3.1 阻燃剂（FRs）
       很多电子应用上要用到阻燃树脂。*明显的原因是防止可燃材料的点燃。有几种可燃途径必须注意到，如稀释物(添加剂)，保护层的成型(磷化物)，以及冷却物(铝及从水中产生的氢氧化物)。这种反应通常发生在固体或气体阶段。阻燃剂在使用了卤素元素之后将会妨碍原子团之间的反应。经过交叉连接反应它们会在材料表面形成一个烧焦或屏障层，这些是可通过磷化物的介入而产生的。阻燃剂能作为反应剂和填加剂。作为反应剂的时候它们自己通常要进入聚合物的矩阵结构之中，而作为填加剂时它们通常只会物理上与聚合物矩阵
结构相配合作用。FRs在工程热塑料材料上的应用一般是作为填加剂。其中一些在混合物中起配合剂的作用。这种阻燃剂的选择是可扩展的，并且其总类和影响对绝缘材料的作用将会被提到。在工程塑料领域里应用的填充阻燃剂有*基本的两类：含卤素和不含卤素的FRs。有一些材料如PEI和PPS它们自己分子结构内部就有阻燃剂，因此也就不需要附加的阻燃剂。含卤素的阻燃剂其效率增加的顺序为：氟<氯<溴<碘。含卤素的FRs通常使用溴作为卤源而有时也使用氯，这是由于卤素与碳原子相结合时其释放需要有一定的能量从而能提供给FR。FR的化学活性已经大量的研究了但仍然存在争议。增加卤素通常会提高材料的成本同时也使此混合物的密度增加。含溴和含氯的FRs被束于脂肪类和芳香族的聚合物矩阵之中。脂肪类结合的卤素容易被破坏，所以它们比芳香族结合的卤素的温度抵抗性要差。芳香族结合的卤素在工程塑料中应用得很普遍，例如：tetrabromobisphenolA，乙烯(tetrabromo-phalimide)，以及poly(dibro-mophenylene)。这些材料的成分从4%到15%不等，这要依FR中的溴的含量以及能提供给阻燃剂的矩阵而定。由于分子和聚合物的不同这些材料所带有卤素将会影响绝缘材料的性质。例如很多聚合含卤分子用于工程塑料之中。大部分情况下要用到锑基化合物。这样可以提高卤素阻燃的效率。配合氧化剂自己并没有FR的能力，然而它在含卤化合物中具有很强的配合作用并且还可与广泛的与卤素相配合使用。此类反应通常发生在气体状态下。非卤素的阻燃剂同样也在研究之中，但由于其在应用中对一些材料的基本聚合物矩阵将产生损坏性的影响，所以其应用受到了限制。例如磷基化合物用于尼龙材料中而不能用于聚脂之中是因为其与聚脂微晶不兼容。磷化物所起的作用通常是在浓缩阶段。其化学组成通常为高含氧成分并用于聚脂中。磷类主要包括有亚磷酸盐、亚磷酸、磷化物、白磷、红磷以及磷酸盐。这些化合物可用于一些明显的材料并且通常作为烧焦层组分和屏障层组分。作用于表面的FRs可对表面的性能产生一定影响。例如形成烧焦层的材料将影响聚合物表面抵抗力，它们同样会妨碍铸造柱形表面过程。工程塑料中很少有适合FRs的矿物质，因为大多数矿物质的分解温度比工程塑料形成温度还要低。含有矿物质的材料，如氢氧化镁、碳酸镁、氢氧化铝及含硼的化合物已经被应用。它们加热时通常要分解，但不象其它物质那样蒸发，而是释放出不燃烧的气体，如水和一氧化碳等稀释燃料的混合气体。同时它们也把聚合物和氧隔离，以免其被氧化。但是这些混合物因为需要高度浓缩以满足FR的需要而使其在工程材料中的应用受到限制。由于材料中包括了水和更低的物理特性，尤其是流动性和相互冲击性。许多情况下，这些材料也提供了稀释的作用，因此那些不燃烧的其它材料对FR的形成具有积极的效果。聚合物中含有许多其它物质，如硅，其表现出有限的分解延缓应用性，但是它们必须考虑成本和性能。延缓分解性的要求一般是用(Underwriters)实验来确定的，许多确认延缓分解性的不同实验被采用，如UL94，DIN4102及NEP92-507等。获得UL证书需经过严格的测试。当考察FR添加物和分解延缓材料时，应用的特殊性、全部材料的绝缘性能及材料的成本/性能比值都必须考虑。又，聚合物的许多性能可通过向聚合物矩阵添加FRs添加剂而得以改变，这一点也是需要考虑的。5.3添加与添加剂
        5.3.2 强化添加剂
       玻璃纤维玻璃纤维是广泛用作强化剂中的一种。除了强化作用外，玻璃纤维还可增加分解延缓性和使材料更耐化学和热作用。玻璃纤维添加剂可大提高材料的物理性能。如，向PBT中加入玻璃纤维添加剂可使其弯曲系数增加250%，拉伸系数增加100%。在其它树脂中可看到相似的性能的提高。玻璃纤维添加物一般要降低树脂的流动性并可能引起一些表面缺点。玻璃纤维对选定的聚合物性能的强化作用被列于表5.7 和5.8中。云母云母也是一种用作提高热传导性，温度阻值及电介质绝缘性能的同时降低热澎胀的天然材料。它可作为添加剂或强化剂并常与玻璃纤维合用，表5.9说明了这一点。Wallastonite.Wallastonite也是一种天然的针状材料。它常与玻璃纤维合用并表现出很好的电绝缘性能和很好的热变形特性，表5.10对此进行了说明。5.3添加与添加剂

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