Jako dostawca arkuszy PS półprzewodnikowych, jednym pytaniem, które często wynika z naszych klientów, jest to, czy arkusze te mogą oprzeć się wysokim temperaturze. W tym poście na blogu zagłębimy się w właściwości PS Semi -Arkusze przewodzące i przeanalizujemy ich oporność na wysoką temperaturę.
Zrozumienie PS Semi - Arkusze przewodzące
PS lub polistyren jest dobrze znanym polimerem termoplastycznym. Jest szeroko stosowany w różnych branżach ze względu na stosunkowo niski koszt, łatwość przetwarzania i dobre właściwości izolacyjne elektryczne. Jeśli chodzi o pół -przewodzące arkusze PS, są to zmodyfikowane wersje standardowego PS. Arkusze te są zaprojektowane tak, aby miały półprzewodnikowe cechy, które są przydatne w zastosowaniach, w których wymagane jest rozpraszanie energii elektrycznej, na przykład w branży opakowań elektronicznych w celu ochrony wrażliwych elementów elektronicznych przed rozładowaniem elektrostatycznym (ESD).
Czynniki wpływające na oporność na wysoką temperaturę
-
Struktura chemiczna polistyrenu
Struktura chemiczna polistyrenu składa się z długiego łańcucha monomerów styrenowych. Grupy fenylowe przyłączone do szkieletu węglowego zapewniają pewny stopień sztywności łańcuchowi polimeru. Jednak te grupy fenylowe sprawiają, że polimer jest również stosunkowo kruchy i ograniczają jego wysoką wydajność temperatury. W podwyższonych temperaturach siły międzycząsteczkowe trzymające łańcuchy polimerowe razem zaczynają się osłabić. Temperatura przejścia szkła (TG) czystego polistyrenu wynosi około 100 ° C. Gdy temperatura zbliża się lub przekracza TG, polimer zmienia się z twardego, szklistego stanu na gumowy, bardziej elastyczny stan. Przejście to może prowadzić do znacznej utraty właściwości mechanicznych, takich jak wytrzymałość i sztywność, w przypadku arkuszy przewodzących PS. -
Dodatki i modyfikatory
W produkcji arkuszy PS półprzewodnikowych stosuje się różne dodatki i modyfikatory do osiągnięcia pożądanych półprzewodnikowych właściwości. Dodatki te mogą mieć wpływ na odporność na wysoką temperaturę arkuszy. Na przykład niektóre przewodzące wypełniacze, takie jak sadowa czarna, są powszechnie dodawane w celu nadania pół -przewodności. Podczas gdy sadowa czerń może zwiększyć właściwości elektryczne, może również wpływać na stabilność termiczną arkusza. W niektórych przypadkach obecność sadzy może działać jak radiator, wchłaniając i rozpraszając ciepło. Jeśli jednak obciążenie sadzy jest zbyt wysokie, może również powodować aglomerację, co może prowadzić do zlokalizowanego przegrzania i degradacji matrycy polimerowej w wysokich temperaturach. -
Warunki przetwarzania
Sposób, w jaki przetwarzane są przetwarzane arkusze PS, może również wpływać na ich oporność na wysoką temperaturę. Podczas procesu wytłaczania lub formowania czynniki takie jak temperatura, ciśnienie i szybkość chłodzenia mogą wpływać na orientację molekularną i krystaliczność polimeru. Dobrze przetworzony arkusz o bardziej jednolitej strukturze molekularnej prawdopodobnie będzie miał lepszą wydajność o wysokiej temperaturze w porównaniu z arkuszem o bardziej nieuporządkowanej strukturze. Na przykład, jeśli szybkość chłodzenia jest zbyt szybka podczas przetwarzania, do arkusza można wprowadzić naprężenia wewnętrzne. Te wewnętrzne naprężenia mogą zwiększyć podatność na deformację i pękanie, gdy jest narażona na wysokie temperatury.
Testowanie wydajności o wysokiej temperaturze
Aby określić oporność na wysoką temperaturę naszych pół -przewodów PS, przeprowadzamy serię rygorystycznych testów. Jednym z kluczowych testów jest test temperatury ugięcia ciepła (HDT). Ten test mierzy temperaturę, w której próbka testowa pod określonym obciążeniem odchyla się od określonej ilości. W przypadku naszych pół -przewodniczych arkuszy HDT wynosi zwykle od 70 ° C do 90 ° C, w zależności od określonych warunków formułowania i przetwarzania. Oznacza to, że pod umiarkowanym obciążeniem arkusze zaczną deformować się w temperaturach w tym zakresie.
Kolejnym ważnym testem jest test starzenia termicznego. W tym teście arkusze są narażone na stałą wysoką temperaturę przez dłuższy czas. Z czasem monitorujemy zmiany właściwości mechanicznych, elektrycznych i fizycznych arkuszy. Po starzeniu termicznym w 80 ° C przez 1000 godzin zaobserwowaliśmy, że wytrzymałość na rozciąganie arkuszy może zmniejszyć się o około 10–15%, a oporność powierzchniowa może nieznacznie wzrosnąć. Zmiany te wskazują, że ekspozycja na wysoką temperaturę ma wpływ na wydajność półprzewodnikowych arkuszy PS, ale nadal zachowują określony poziom funkcjonalności.
Zastosowania i ograniczenia o wysokiej temperaturze
-
Opakowanie elektroniczne
W branży elektronicznej arkusze przewodzące PS są powszechnie stosowane do pakowania komponentów elektronicznych. Chociaż skutecznie zapobiegają ESD, należy wziąć pod uwagę ich ograniczenia o wysokiej temperaturze. Na przykład w niektórych zautomatyzowanych procesach montażowych, w których zaangażowane są operacje lutownicze lub reflow, temperatury mogą osiągnąć kilkaset stopni Celsjusza. PS Semi - Arkusze przewodzące nie nadają się do bezpośredniego narażenia na tak wysoką temperaturę. Można je jednak stosować w pakowaniu wstępnym montażu lub w obszarach, w których temperatura pozostaje poniżej ich HDT. -
Statyczne - rozpraszające podłogi
W niektórych środowiskach czystych prześcieradła PS Semi - Arkusze przewodzące mogą być używane jako statyczne - rozpraszające podłogi. Temperatura robocza w tych środowiskach jest zwykle stosunkowo stabilna i w akceptowalnym zakresie dla arkuszy. Jeśli jednak istnieje ryzyko zlokalizowanego przegrzania, na przykład z gorącego wyposażenia umieszczania na podłodze, należy podjąć środki ostrożności, aby zapewnić, że temperatura nie przekroczy wysokiej granicy arkuszy o wysokiej temperaturze.
W porównaniu z innymi materiałami o wysokiej temperaturze
W porównaniu z innymi materiałami o wysokiej temperaturze, takimi jak poliimid lub polieteretherketone (PEEK), arkusze przewodzące PS mają znaczące ograniczenia pod względem wydajności o wysokiej temperaturze. Poliimid może wytrzymać temperatury do 300 ° C lub nawet wyższe, a PEEK ma wysoką HDT około 160 - 180 ° C. Materiały te są często stosowane w zastosowaniach, w których oporność na wysoką temperaturę jest kluczowym wymogiem, na przykład w przemyśle lotniczym i motoryzacyjnym. Jednak arkusze przewodowe PS mają zalety niższych kosztów i łatwiejszego przetwarzania, co czyni je bardziej praktycznym wyborem dla zastosowań, w których wymagania dotyczące temperatury nie są wyjątkowo wysokie.
Poprawa oporności na wysoką temperaturę
Istnieje kilka sposobów na poprawę oporności na wysoką temperaturę w pół -przewodzących arkuszach PS. Jednym podejściem jest stosowanie dodatków odpornych na wysoką temperaturę. Na przykład niektóre stabilizatory ciepła można dodać do preparatu, aby zapobiec degradacji termicznej polimeru. Inną metodą jest mieszanie PS z innymi polimerami o wysokiej temperaturze. Starannie wybierając współczynnik mieszanki i rodzaj polimeru, możliwe jest osiągnięcie równowagi między opornością na wysoką temperaturę a właściwościami półprzewodnikowymi.
Wniosek
Podsumowując, arkusze przewodzące PS mają ograniczony oporność na wysoką temperaturę. Ich temperatura przejścia i temperatury ugięcia ciepła są stosunkowo niskie, zwykle w zakresie 70–100 ° C. Chociaż można je stosować w zastosowaniach, w których temperatura pozostaje w tym zakresie, nie są odpowiednie dla środowisk o wysokiej temperaturze, takich jak lutowanie lub operacje elektroniczne o dużej mocy. Jednak przy odpowiednim projekcie i rozważeniu ich ograniczeń, arkusze przewodzące PS mogą nadal być opłacalnym rozwiązaniem dla wielu zastosowań, które wymagają statycznego rozpraszania energii elektrycznej.
Jeśli jesteś zainteresowany naszymi półprzewodnikami PS lub masz pytania dotyczące ich wyników, skontaktuj się z nami w celu dalszej dyskusji i potencjalnych zamówień. Możemy dostarczyć Ci bardziej szczegółowe informacje techniczne i próbki do oceny. Możesz być również zainteresowany naszymi innymi produktami, takimi jakPS Flame Retardant Plastic ArkuszWPS Polistyren przezroczysty plastikowy prześcieradło, IPS czarny rozprasza się.
Odniesienia
- „Wprowadzenie do polimerów” Young i Lovell
- „Podręcznik tworzyw sztucznych, elastomerów i kompozytów” Charlesa A. Harpera
