在現代工程材料領域,無鹵阻燃聚鄰苯二甲酰胺(PPA)和阻燃聚苯硫醚(PPS)作為高性能工程塑料,因其出色的綜合性能而備受關注。特別是在電氣性能方面,兩者展現出不同的特點,這對于電氣、電子等領域的應用選型至關重要。以下將對無鹵阻燃 PPA 與阻燃 PPS 的電氣性能進行詳細對比。
無鹵阻燃 PPA:PPA 的介電常數通常處于一定范圍,并且受多種因素影響。在常見的頻率范圍內,其介電常數一般在 3.5 - 4.5 之間(具體數值因 PPA 的分子結構、結晶度以及添加劑等不同而有所差異)。例如,當 PPA 用于制造高頻電子元件時,較低且穩定的介電常數有助于信號的快速傳輸,減少信號的延遲和失真。這是因為介電常數越低,在交變電場中材料儲存電能的能力相對較弱,信號在其中傳播時所受到的干擾就越小。
阻燃 PPS:PPS 的介電常數表現較為優異,一般在 3.0 - 3.5 之間 ,相比一些其他工程塑料更低。這使得 PPS 在高頻電路應用中具有明顯優勢。例如在 5G 通信設備的零部件制造中,PPS 能滿足信號高速、高效傳輸的需求。其穩定的介電常數在較寬的溫度和頻率范圍內變化很小,這意味著在不同的工作環境下,使用 PPS 制造的電氣部件能夠始終保持良好的電氣性能,確保通信設備的穩定運行。
無鹵阻燃 PPA:無鹵阻燃 PPA 的介電損耗角正切值通常處于較低水平,一般在 0.005 - 0.02 之間(因具體配方和工藝有所不同)。介電損耗角正切值反映了材料在交變電場中電能轉化為熱能的效率,該值越低,材料在高頻電場下的發熱現象就越不明顯。對于一些對散熱要求較高的電氣設備,如高功率電子器件的封裝材料,低介電損耗角正切值的 PPA 能夠有效降低因介質損耗產生的熱量,提高設備的工作穩定性和可靠性。
阻燃 PPS:阻燃 PPS 的介電損耗角正切值同樣很低,通常在 0.002 - 0.01 之間 ,甚至在某些特殊制備工藝下可以更低。這種低介電損耗特性使得 PPS 在高溫、高頻環境下依然能保持良好的電氣性能。例如在航空航天領域的電子設備中,PPS 可用于制造在極端環境下工作的電路板、連接器等部件,即使在高溫、高頻率的復雜電氣條件下,PPS 材料的低介電損耗也能確保設備正常運行,減少因發熱導致的故障風險。
無鹵阻燃 PPA:無鹵阻燃 PPA 具有較高的體積電阻率,一般可達到 101? - 101?Ω?cm。高體積電阻率意味著 PPA 材料對電流的阻礙作用很強,能夠有效防止電流在材料內部的泄漏。在電氣絕緣領域,如電機、變壓器等設備的絕緣結構中,PPA 可作為絕緣材料使用,能夠可靠地隔離不同電位的導體,確保電氣設備的安全運行。即使在高電壓環境下,PPA 良好的絕緣性能也能有效避免漏電事故的發生。
阻燃 PPS:阻燃 PPS 的體積電阻率同樣十分出色,通常在 101? - 101?Ω?cm 之間 ,甚至更高。這使得 PPS 在電氣絕緣方面表現卓越,在一些對絕緣性能要求極高的場合,如高壓電氣設備的絕緣外殼、電纜絕緣層等應用中,PPS 能夠提供可靠的絕緣保障。例如在特高壓輸電線路的電纜絕緣中,PPS 材料能夠承受極高的電壓,有效防止電流泄漏,保障電力傳輸的安全性和穩定性。

無鹵阻燃 PPA:無鹵阻燃 PPA 的表面電阻率也較高,一般處于 101? - 101?Ω 之間 。高表面電阻率可以有效防止表面電荷的積累,減少因靜電現象導致的電氣故障。在電子設備的外殼制造中,PPA 的這種特性能夠避免因人體觸摸或環境因素導致的靜電對內部電子元件的干擾和損壞。同時,在一些對靜電敏感的生產環境中,如半導體制造車間,使用 PPA 材料制作的設備零部件可以降低靜電風險,提高生產過程的穩定性和產品質量。
阻燃 PPS:阻燃 PPS 的表面電阻率同樣表現優異,通常在 101? - 101?Ω 之間 。這使得 PPS 在防止表面電荷積累方面具有很強的能力。在一些戶外電氣設備中,PPS 材料的外殼能夠有效抵抗灰塵、濕氣等因素對表面電阻率的影響,始終保持良好的絕緣性能,防止因表面漏電引發的安全事故。此外,在一些需要高精度控制電氣性能的領域,如精密電子儀器,PPS 的高表面電阻率能夠確保儀器的穩定運行,避免因表面電荷問題導致的測量誤差等問題。
無鹵阻燃 PPA:無鹵阻燃 PPA 具有較好的電氣強度,一般可達到 15 - 20kV/mm(具體數值與 PPA 的厚度、測試條件等有關)。這意味著 PPA 材料在承受一定高電壓時不會發生電擊穿現象,能夠保持良好的絕緣性能。在電氣設備的絕緣設計中,PPA 可以用于承受中等電壓的絕緣部位,如一些低壓電器的絕緣隔板、絕緣支架等。其較高的電氣強度能夠為設備提供可靠的絕緣保護,防止因電壓過高導致的絕緣失效。
阻燃 PPS:阻燃 PPS 的電氣強度更為突出,通常在 20 - 25kV/mm 之間 ,甚至在某些特殊工藝制備的 PPS 材料中可以更高。這種高電氣強度使得 PPS 能夠承受更高的電壓,適用于高壓電氣設備的關鍵絕緣部件。例如在高壓開關設備中,PPS 可用于制造絕緣拉桿、絕緣罩等部件,能夠在高電壓環境下可靠地隔離不同電位,保證開關設備的正常操作和運行安全。即使在復雜的電場環境下,PPS 的高電氣強度也能有效防止電擊穿的發生,確保設備的長期穩定運行。
無鹵阻燃 PPA:無鹵阻燃 PPA 具有一定的耐電弧性能,其耐電弧時間一般在 120 - 180s 之間 。在電氣設備運行過程中,當觸頭分合時可能會產生電弧,PPA 材料能夠在一定程度上耐受電弧的侵蝕,減少材料的燒蝕和損壞。例如在一些低壓接觸器、繼電器等設備中,PPA 可用于制造觸頭的絕緣支撐部件,其耐電弧性能能夠保證設備在頻繁通斷操作過程中的可靠性,延長設備的使用壽命。
阻燃 PPS:阻燃 PPS 的耐電弧性能非常優異,其耐電弧時間通常在 180 - 240s 之間 ,甚至更長。這使得 PPS 在對耐電弧性能要求極高的電氣設備中具有廣泛應用。例如在高壓斷路器中,電弧產生的能量巨大,對材料的耐電弧性能考驗極為嚴峻。PPS 材料能夠承受強大的電弧能量,有效減少電弧對材料的破壞,確保斷路器在開斷高壓電路時的安全可靠運行。其出色的耐電弧性能使得 PPS 成為高壓電氣設備中不可或缺的絕緣材料之一。
綜上所述,無鹵阻燃 PPA 和阻燃 PPS 在電氣性能方面各有優勢。阻燃 PPS 在介電常數、介電損耗角正切值、體積電阻率、表面電阻率、電氣強度以及耐電弧性能等多個關鍵電氣性能指標上表現更為突出,使其在高溫、高頻、高壓等極端電氣環境下具有明顯的應用優勢,尤其適用于對電氣性能要求極高的航空航天、特高壓輸電、精密電子等領域。而無鹵阻燃 PPA 也具備良好的電氣性能,在一些對電氣性能要求相對適中、同時對材料的綜合性能(如機械性能、耐化學性能等)有一定要求的場合,如一般的電子設備外殼、低壓電氣設備絕緣部件等方面具有廣泛的應用潛力。在實際工程應用中,應根據具體的電氣性能需求、工作環境以及成本等多方面因素,綜合權衡選擇無鹵阻燃 PPA 或阻燃 PPS 材料,以實現最佳的應用效果。