聚合物的長(cháng)時(shí)間熱老化測試（LTTA）
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1、改用其它可承受較高溫度的物料；
2、更改成品設計，以降低對操作溫度的要求。
但這兩個(gè)選擇，卻有可能大大增加研發(fā)成本，甚至拖延研發(fā)周期，因為對復雜的產(chǎn)品設計而言，往往一點(diǎn)小變動(dòng)也會(huì )牽一發(fā)而動(dòng)全身。所以，選擇合適或較高 RTI 的物料是獲得更佳成本效益的方法。對物料供貨商而言， 能夠提供高于原本類(lèi)別(Generic)RTI 的物料是提高他們產(chǎn)品競爭力的因素之一。究竟怎樣能夠有效地確認物料的 RTI？答案是通過(guò) LTTA 測試。
LTTA的定義及相關(guān)標準
LTTA 是一項相當專(zhuān)業(yè)且應用廣泛的測試項目。所謂LTTA，是Long Term Thermal Aging，即長(cháng)時(shí)間熱老化測試的縮寫(xiě)。UL公司提供該測試項目以及詳細的相關(guān)標準：例如
? UL 746B 聚合物材料標準——長(cháng)期特性評估
? UL 746A 聚合物材料標準——短期特性評估
作為UL 的基礎測試項目，LTTA最常用于評估聚合物材料的特性，如工程塑料等。以大約5,000至10,000小時(shí)的“加速”熱老化結果，推斷物料的指定特性在100,000小時(shí)(即半衰期)能承受的最高溫度，也就是相對溫度指數(RTI)。換句話(huà)說(shuō)，相對溫度指數顯示了某種物料特性的抗熱能力，即物料若長(cháng)期暴露在最高容許溫度下，仍能保持該種特性的能力。因為聚合物材料的用途很多，如電、熱、外力等，所以在未設定用途的情況時(shí)，聚合物材料的每種特性均有不同的 RTI 值。此外 LTTA 測試也會(huì )用于評估系統及成品的整體特性，而適用于整個(gè)系統及成品的最高容許溫度，則稱(chēng)為最高操作溫度(MOT)。MOT 是用在已知用途的情況下，對物料組件組合成系統及成品所定的限制；換言之，也就是針對整個(gè)系統及成品的整體評估與限制。UL 均會(huì )在每個(gè)相關(guān)標準標示出“MOT 不可高于系統內任何一個(gè)組件以及任何一個(gè)相關(guān)特性的額定溫度數值”。
LTTA與一般安全測試的差異
沒(méi)有接受過(guò)熱老化測試的物料，會(huì )被假定其相對溫度指數與原本類(lèi)別(Generic)物料的數值相同。當物料被用于某種產(chǎn)品設計上，而該產(chǎn)品的操作溫度比物料的原本類(lèi)別相對溫度指數較高時(shí)，便可通過(guò) LTTA 測試來(lái)確定物料的實(shí)際相對溫度指數、在長(cháng)時(shí)間使用的極限安全溫度與使用環(huán)境，以判斷該物料是否適用于該產(chǎn)品上。原本類(lèi)別物料的相對溫度指數是參考過(guò)往的測試數據和化學(xué)結構推算出來(lái)，在UL 746B (聚合物材料標準—長(cháng)期特性評估)內附有普通級別物料的相對溫度指數列表。
LTTA與一般安全性或是功能性測試的概念與方法幾乎可以說(shuō)是完全不同，其特別之處在于LTTA并不像安全性測試一樣有預設測試截止時(shí)間，也不像功能性測試有可用于比較的預設測試條件的限制。LTTA 所要觀(guān)察的是三個(gè)變量“時(shí)間、溫度、特性”之間的關(guān)系，因為控制變因的設計，使得LTTA不太像是一種“測試”，反而比較像是“實(shí)驗”，所以L(fǎng)TTA是根據這三個(gè)變量來(lái)進(jìn)行設計與觀(guān)察，從而得出變量之間的理化關(guān)系式。
LTTA測試過(guò)程
適用物料
任何含有“有機聚合物”的物料，無(wú)論是熱塑性、熱固性還是彈性的有機聚合物，均由分子大小不同、結構不同以及聚合度不一的巨型分子所混合而成，而物料的特性會(huì )與混合的分子結構、分子量分布、分子量大小有相當大的關(guān)聯(lián)。雖然因為分子間結合力不強最容易加工，但也因此最容易產(chǎn)生裂解現象，所以這些物料都需要接受LTTA測試。而單一元素物料如鐵、鋁、硅等屬于單原子分子，所以即使歷經(jīng)加熱及降溫，也不會(huì )出現物料質(zhì)量劣化的現象。至于無(wú)機低分子量物料，如陶瓷，只有在溫度高于1000℃的情況下，它的質(zhì)量才會(huì )劣化，但一般消費產(chǎn)品的操作溫度從不會(huì )高達1000℃。因此，這些物料無(wú)需接受 LTTA 測試。金屬合金的特性改變則是與分子排列的重組有關(guān)，與制作過(guò)程的關(guān)聯(lián)性遠大于與熱的關(guān)聯(lián)性，所以也不適合進(jìn)行 UL 的 LTTA 測試。因此，有機聚合物物料或是含有“有機聚合物”物料的系統及成品，就是LTTA所必須評估的對象。
LTTA 的進(jìn)行方式與觀(guān)測放射性元素衰變的方法很像，在不加入反應物或是沒(méi)有其它影響裂解的元素出現的情況下，觀(guān)察溫度和時(shí)間對物料特性衰變的影響。為了避免溫度對儀器造成的影響，測試本身并不在高溫下進(jìn)行，而是讓物料在指定溫度和時(shí)間下進(jìn)行測試，將物料冷卻至室溫，再進(jìn)行相同的測試，以觀(guān)察其特性的衰退情況。在簡(jiǎn)化評估的要求下，可以采用“固定時(shí)間、改變溫度(Fix Time Frame Method, FTFM)”或“固定溫度、改變時(shí)間(Fix Temp)”的方法來(lái)進(jìn)行測試。之后從每一組溫度與時(shí)間的關(guān)系中，找出某個(gè)溫度下的半衰期，再藉由溫度與半衰期的關(guān)系，外推至指定半衰期的溫度，從而得出物料每項特性的相對溫度指數。為增強測試資料的可比較性，也會(huì )引入已知特性的控制組物料對照，利用二組物料來(lái)進(jìn)行比對測試，辦法是利用控制組物料在同一測試條件下的測試結果，與待測試物料的資料比較及作適當的偏差修正。
LTTA的優(yōu)勢
截至目前，尚沒(méi)有其它更有效更快速的方案能夠替代LTTA，其優(yōu)勢具體表現在三個(gè)方面。
配合更多客戶(hù)群的需要
物料本身的 RTI 低于成品在正?；虿徽５牟僮鳝h(huán)境下產(chǎn)生的最高操作溫度(MOT)，這屬于“安全性”的問(wèn)題，如果物料的 RTI 不改善，客戶(hù)很可能就會(huì )尋找更高 RTI 的物料，而直接更換物料供貨商了。所以，較高 RTI 的物料，更能夠配合不同客戶(hù)群的需要。
滿(mǎn)足高品質(zhì)客戶(hù)的需求
更高的 RTI 代表可以耐受更高的溫度或是在相同溫度下有更高的強度，所以在產(chǎn)品操作環(huán)境溫度需求不變的情況下，RTI 更高的物料通?？梢允褂酶L(cháng)的時(shí)間，減少成品維修的機會(huì )與成本，更能夠滿(mǎn)足高品質(zhì)客戶(hù)的需求。
建立可持續性競爭優(yōu)勢
如以上兩點(diǎn)，高 RTI 的物料本身就具有較高的附加價(jià)值，在原料成本差異不大的情況下，更能夠爭取到客戶(hù)的較高利潤訂單。 (end) 稱(chēng)重傳感器相關(guān)文章:稱(chēng)重傳感器原理
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