溫度指標(biāo)比較

1、熱固性樹脂溫度指標(biāo)的辨析熱固性樹脂溫度指標(biāo)的辨析王立剛沈偉王天堂陸士平（上海富晨化工有限公司200233）摘要：通過對(duì)熱固性樹脂的熱變形溫度、馬丁耐熱、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、絕緣耐熱等級(jí)以及耐腐蝕使用溫度五個(gè)溫度概念辨析，幫助人們?cè)谑褂眠^程中理清頭緒，正確選擇樹脂，有效應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。關(guān)鍵詞：熱固性樹脂熱變形溫度馬丁耐熱玻璃化轉(zhuǎn)變溫度絕緣耐熱等級(jí)耐腐蝕使用溫度隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，樹脂基復(fù)合材料的應(yīng)用越來越廣，但是對(duì)于作為樹脂基復(fù)合材料主體材料

2、樹脂的很多性能概念人們還是混淆不清，不能很好的利用各種樹脂的特性為人們服務(wù)，特別是各種溫度指標(biāo)特性的了解。熱固性樹脂的溫度指標(biāo)很多，例如：熱變形溫度、馬丁耐熱、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、絕緣耐熱等級(jí)、熱扭轉(zhuǎn)溫度、脆化溫度、失強(qiáng)溫度等，我們?cè)诒疚闹芯椭貙?duì)樹脂的熱變形溫度、馬丁耐熱、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、絕緣耐熱等級(jí)以及耐腐蝕使用溫度五個(gè)溫度概念辨析，而對(duì)其它概念就不一一加以贅述，幫助人們?cè)谑褂眠^程中理清頭緒，正確選擇樹脂，有效應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。1.玻璃化

3、轉(zhuǎn)變溫度熱固性樹脂固化物均是線性非晶相高聚物，線性非晶相高聚物由于溫度改變（在一定應(yīng)力下）可呈現(xiàn)三種力學(xué)狀態(tài)，即玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)（見圖21）：圖31線性非晶相高聚物形變—溫度曲線A玻璃態(tài)；B過渡區(qū)；C高彈態(tài)（橡膠態(tài)）；D粘流態(tài)Tb脆化溫度；Tg玻璃化溫度；Tf流動(dòng)溫度；Td分解溫度當(dāng)溫度較高時(shí)，大分子和鏈段都能進(jìn)行熱運(yùn)動(dòng)。這時(shí)高聚物成為粘流態(tài)，受外力作用時(shí)，分子間相互滑動(dòng)而產(chǎn)生形變；除去外力后，不能回復(fù)原狀，所以形變是不可逆的，這

4、種形變稱為粘性流動(dòng)形變或塑性形變，出現(xiàn)這種形變的溫度稱為流動(dòng)溫度Tf，這種狀態(tài)成為粘流態(tài)（又叫塑性態(tài)）。如果把處于粘流態(tài)的高聚物逐漸降低溫度。粘度也就逐漸增大，最后呈彈性狀態(tài)，加應(yīng)力時(shí)產(chǎn)生緩慢的形變，解除外力后又能緩慢地回復(fù)原狀，這種狀態(tài)叫高彈態(tài)。當(dāng)溫度繼續(xù)下降，高聚物變得越來越硬，在外力作用時(shí)只產(chǎn)生很小的形變這種狀態(tài)叫玻璃態(tài)。熱固性樹脂固化物是在玻璃態(tài)使用的，所以Tg愈高愈好，也是衡量樹脂耐熱性的一個(gè)指標(biāo)。如：898高交聯(lián)環(huán)氧乙烯基樹

5、脂的Tg=190℃，就具有高耐熱性，在煙氣脫硫工業(yè)中可以承受200℃的高溫。測量玻璃化溫度常用的方法有：熱機(jī)械分析法（TMA）、差熱分析法（DTA）和示差掃描量熱法（DSC）三種。它們的測試方法原理不同，因而測試結(jié)果相差較大，不能相比。另外，經(jīng)過退火（即加熱后處理）的樹脂制品，玻璃化溫度會(huì)提高，這是由于制品的內(nèi)應(yīng)力經(jīng)過退火升溫已經(jīng)消除了的緣故。2.熱變形溫度和馬丁耐熱2.1熱變形溫度熱變形溫度（全稱負(fù)荷熱變形溫度，英文縮寫：HDT）是指

6、對(duì)浸在120℃h的升溫速率升溫的導(dǎo)熱的液體介質(zhì)中的一定尺寸的矩形樹脂試樣施以規(guī)定負(fù)荷（1.81Nmm2或0.45Nmm2），試樣中點(diǎn)的變形量耐腐蝕使用溫度一般是指樹脂在特定環(huán)境（特定腐蝕介質(zhì)，特定的腐蝕介質(zhì)濃度）中，樹脂產(chǎn)品所能承受的最高使用溫度。這個(gè)溫度區(qū)別于熱變形溫度、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和絕緣耐熱等級(jí)，例如：898乙烯基樹脂熱變形溫度155℃、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度190℃、絕緣耐熱等級(jí)C級(jí)（中國標(biāo)準(zhǔn)），濕法脫硫工藝中，混合氣體在進(jìn)口的溫度在1

7、60200℃左右，系統(tǒng)中的部件又要承受瞬間的溫度交變，潛在的熱破壞和產(chǎn)生的強(qiáng)腐蝕性副產(chǎn)品。表2.1是898樹脂耐腐蝕使用溫度表的節(jié)選。表2.1898樹脂耐腐蝕使用溫度表（節(jié)選）化學(xué)介質(zhì)濃度（%）建議使用溫度（℃）化學(xué)介質(zhì)濃度（%）建議使用溫度（℃）鹽水，脫氯100120雙氧水3565鹽酸37110濕氯氣110鹽酸20～3680硫酸50～7080鹽酸2080硫酸50100硝酸：鹽酸10：1095煙道氣175烷基苯磺酸9080CLO280氫

8、氧化鈉5080四氯化碳10080乳酸100110硝酸煙氣6080三甘醇10080磷酸100105從上面的表格不難看出，耐腐蝕使用溫度總要有一個(gè)特定的介質(zhì)使用條件，沒有介質(zhì)使用條件耐腐蝕使用溫度不成立。而在不同的介質(zhì)條件中，同種樹脂的耐腐蝕使用溫度通常不同。這也就要求選用防腐蝕樹脂時(shí)，一定要注意腐蝕介質(zhì)條件。但是，目前市場上存在著一些不科學(xué)的說法，甚至還直接寫在樹脂產(chǎn)品的說明書中，例如：“樹脂使用溫度為多少度；本樹脂耐腐蝕使用溫度為多少度

9、；熱變形溫度是多少度耐腐蝕使用溫度就是多少度?！边@種種說法都沒有科學(xué)依據(jù)的，是對(duì)樹脂耐腐蝕使用溫度的誤解，是樹脂使用的誤區(qū)。我們要在樹脂使用過程中，屏除這些誤導(dǎo)，正確運(yùn)用樹脂的特性。4.絕緣耐熱等級(jí)4.1概述作為絕緣材料的樹脂高聚物除了要有良好的機(jī)械性能和介電性能外，還要求具有良好的耐熱性。例如用于航空，火箭上的塑料安裝線，一般要在350℃下工作，有的甚至要求耐受500℃的高溫，但飛行進(jìn)入同溫層后氣溫驟然降到70℃左右，此時(shí)溫度的沖擊對(duì)

10、材料是一場嚴(yán)峻的考驗(yàn)。所以良好的耐熱性，不但要求耐高溫，而且要求能耐受溫度的沖擊。所謂耐熱性，就是材料短時(shí)或長期處于高溫下以及處于急速的溫度變化下，能保持其基本性能而正常使用的能力。耐熱性按照材料受高溫作用的時(shí)間的長短又可分為短時(shí)耐熱性(簡稱耐熱性)和長期耐熱性(又稱熱老化性能)。短時(shí)耐熱性和熱老化性能是兩個(gè)截然不同的概念，不能混淆。短時(shí)耐熱性是指材料在高溫下是否出現(xiàn)軟化、變形、分解等現(xiàn)象或材料在熱態(tài)下性能指標(biāo)的變化，通常以Tg、Tf、

11、Tm、Td等表示。長期耐熱性是指樹脂高聚物處于一定工作溫度下能否獲得預(yù)期壽命，通常以絕緣材料的耐熱等級(jí)、溫度指數(shù)來表示。通常溫度指數(shù)是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)老化試驗(yàn)規(guī)定的壽命值求出的。所以溫度指數(shù)與軟化點(diǎn)等耐熱性指標(biāo)的含意是不同的。材料能否在某溫度下使用，不僅短時(shí)間內(nèi)不能有顯著的性能改變(如不變軟、不著燃、介電性能無明顯下降等)，而且在長時(shí)間內(nèi)也不至于產(chǎn)生不應(yīng)有的性能變化。因此，如欲確定材料的使用溫度，必須同時(shí)測定短時(shí)耐熱性和熱老化性能?！阆葴y短時(shí)