無鹵素基材熱穩(wěn)定性評(píng)估指南
無鹵素基材憑借環(huán)保、低毒等優(yōu)勢(shì),在電子電氣、汽車航空等眾多領(lǐng)域大放異彩。而其熱穩(wěn)定性關(guān)乎器件在高溫環(huán)境下的可靠性和壽命,精準(zhǔn)評(píng)估意義重大。以下是對(duì)其熱穩(wěn)定性評(píng)估的詳細(xì)探討:
一、熱重分析(TGA)
- 操作細(xì)節(jié):利用熱重分析儀,將無鹵素基材樣品置于氧化鋁坩堝,以 10℃/min 的升溫速率從室溫升至 800℃,在氮?dú)饣蚩諝夥諊羞M(jìn)行測(cè)試。例如,在空氣氛圍下,一種含磷 - 氮復(fù)合阻燃劑的無鹵素基材,隨著溫度升高,先失重 5% 左右(約 200 - 300℃),主要是添加劑揮發(fā);在 300 - 500℃,樣品快速失重 15% - 20%,因基材主體開始分解;超 500℃,殘?zhí)苛考s 20% - 30%。而在氮?dú)夥諊?,分解起始溫度延后約 50℃,總失重量少 5% - 10%,表明氮?dú)夥諊芤种撇糠盅趸磻?yīng),提升材料熱穩(wěn)定性。
- 適用場(chǎng)景:適用于研發(fā)新型無鹵素基材時(shí)評(píng)估其熱穩(wěn)定性,對(duì)比不同配方材料的熱分解特性,指導(dǎo)配方優(yōu)化。
二、差示掃描量熱法(DSC)
- 操作細(xì)節(jié):使用 DSC 儀器,將樣品放入鋁坩堝,以 20℃/min 的升溫速率從室溫升至 300℃,測(cè)定材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、熱變形溫度等熱特性參數(shù)。比如某無鹵素覆銅板,DSC 曲線顯示其 Tg 為 165℃±5℃,熱變形溫度約 140℃。升溫速率對(duì)結(jié)果影響顯著,速率越高,測(cè)得 Tg 和熱變形溫度可能偏高 10 - 15℃,因速率高時(shí),材料內(nèi)部熱量傳遞不均,部分區(qū)域提前玻璃化轉(zhuǎn)變或變形。
- 適用場(chǎng)景:用于評(píng)估材料在不同溫度下的熱行為,了解其玻璃化轉(zhuǎn)變、熔融、結(jié)晶等熱轉(zhuǎn)變特性,為材料選型和應(yīng)用溫度范圍設(shè)定提供依據(jù)。
三、熱機(jī)械分析(TMA)
- 操作細(xì)節(jié):借助熱機(jī)械分析儀,以 10℃/min 的升溫速率從室溫升至 200℃,測(cè)量樣品的熱膨脹系數(shù)(CTE)。如某無鹵素基材的 CTE 在玻璃化轉(zhuǎn)變前為 15ppm/℃,轉(zhuǎn)變后飆升至 80ppm/℃。若樣品存在層壓分層或吸潮,測(cè)試前需預(yù)處理干燥 2 - 4 小時(shí),否則水分汽化膨脹會(huì)致測(cè)量偏差,CTE 值偏高 30% - 50%。
- 適用場(chǎng)景:適用于評(píng)估材料在溫度變化下的尺寸穩(wěn)定性和可靠性,特別是多層板或?qū)Τ叽缇纫蟾叩闹破贰?/span>
四、無鹵阻燃劑熱穩(wěn)定性評(píng)估
- 操作細(xì)節(jié):對(duì)于無鹵阻燃劑,除上述方法外,還可結(jié)合紅外光譜分析(FTIR)和氣相色譜 - 質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC - MS)分析燃燒或熱分解產(chǎn)物。如 FTIR 可檢測(cè)阻燃劑分解產(chǎn)生的不燃性氣體成分,像聚磷酸銨阻燃劑分解產(chǎn)生氨氣、水蒸氣等,吸收特定紅外波段,通過光譜圖定性分析氣體成分;GC - MS 則能精確定量各成分含量。某基于膨脹型阻燃劑的無鹵素基材,初始分解溫度約 250℃,在高溫下形成致密炭層,有效隔絕氧氣和熱量。
- 適用場(chǎng)景:用于深入了解無鹵阻燃劑的作用機(jī)理和熱穩(wěn)定性,改進(jìn)阻燃劑配方,提升材料阻燃效果和熱穩(wěn)定性。
技術(shù)資料