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電子電器用環(huán)保型工程塑料發(fā)展方向

http://www.sharifulalam.com 2007-08-23 11:19 來(lái)源:慧聰化工資訊

    科學(xué)技術(shù)日新月異,電子電器產(chǎn)品的使用量越來(lái)越大,同時(shí),報(bào)廢電子電器產(chǎn)品也越來(lái)越多,這些廢棄物中的有害物質(zhì)對(duì)環(huán)境及人類健康會(huì)造成很大危害。鑒于此,歐盟制定了《報(bào)廢電子電氣設(shè)備指令》(WEEE)和《電子電氣設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)指令》(RoHS)。前者在去年8月13日生效,后者于今年7月1日正式生效。為了與國(guó)際產(chǎn)品接軌,中國(guó)也出臺(tái)了與歐盟兩個(gè)指令相對(duì)應(yīng)的條例,即《電子信息產(chǎn)品污染控制管理辦法》。 
   歐盟是中國(guó)家用電器、電子、通訊等產(chǎn)品的主要出口地。兩項(xiàng)指令的相繼實(shí)施,表面上是加大了電子電器產(chǎn)品出口企業(yè)的壓力,而實(shí)質(zhì)上,這種壓力相當(dāng)一部分集中在電子電器用工程塑料的供應(yīng)商身上。中國(guó)工程塑料生產(chǎn)企業(yè),特別是改性塑料生產(chǎn)企業(yè)要想適應(yīng)這一市場(chǎng)變化,就必須對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行升級(jí)換代,為電子電器行業(yè)提供符合環(huán)保要求的工程塑料。 
   歐盟指令的主要內(nèi)容及各國(guó)的對(duì)應(yīng)措施 
   RoHS指令規(guī)定:從2006年7月1日起,投放于歐盟市場(chǎng)的電子電氣設(shè)備將不含有鉛、鎘、汞、六價(jià)鉻、多溴聯(lián)苯(PBB)和多溴二苯醚(PBDE)六種有害物質(zhì)。但必要時(shí)允許在電子電氣設(shè)備的特殊物質(zhì)和組件中含有上述6種有害物質(zhì),但不能超過(guò)RoHS指令規(guī)定的最高含量,即鉛含量不超過(guò)1000ppm,鎘含量不超過(guò)100ppm,汞含量不超過(guò)1000ppm,六價(jià)鉻含量不超過(guò)1000ppm,多溴聯(lián)苯(PBB)含量不超過(guò)1000ppm,多溴二笨醚(PBDE)不超過(guò)1000ppm。 
   雖然RoHS指令對(duì)電子電氣設(shè)備中有害物質(zhì)含量做了明確規(guī)定,但不同國(guó)家對(duì)不同材料都有自己的限量標(biāo)準(zhǔn)。 
   1998年,歐盟成員國(guó)開(kāi)始實(shí)行94/62/EEC條例,要求對(duì)包裝材料逐年減少四種有害金屬的含量,到2001年6月達(dá)到四種有害金屬總量不超過(guò)100ppm,這也是美國(guó)東北州長(zhǎng)聯(lián)盟(CoalitionofNortheasternGovernorsCoNEG)對(duì)包裝材料有害金屬含量的一貫要求。94/62/EEC法規(guī)規(guī)定,塑料中鎘含量應(yīng)小于100ppm。但歐洲一些國(guó)家對(duì)鎘含量的要求更嚴(yán)格,如瑞士規(guī)定小于10ppm,瑞典規(guī)定小于75ppm,荷蘭和英國(guó)的要求與94/62/EEC相同。 [page_break] 

   在歐洲檢測(cè)方法EN71-3:1995中,不但確定了某些有害物質(zhì)的檢測(cè)方法,還規(guī)定了某些有害元素的限量值(ppm),見(jiàn)表1。 
   美國(guó)要求塑料產(chǎn)品中鉛及其化合物含量不超過(guò)300ppm,尤其是乙烯基類化合物中,鉛含量要小于200ppm。 
   日本的有關(guān)企業(yè)對(duì)兩個(gè)指令也做出積極響應(yīng)。索尼、佳能等50家電機(jī)、精密儀器制造企業(yè)參照歐盟頒布的RoHS指令,組成了“綠色采購(gòu)調(diào)查共通化協(xié)議會(huì)(JGPSSI)”,他們倡議:在2006年7月之前,各企業(yè)停止在國(guó)內(nèi)外銷(xiāo)售含鉛、汞等六種有害金屬和化學(xué)物質(zhì)的產(chǎn)品。有270家企業(yè)、社團(tuán)參加的日本化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì)接受了上述倡議。70%~80%的臺(tái)資企業(yè)也開(kāi)始接受綠色采購(gòu)倡議,要求他們的供貨商提供六種有害物質(zhì)成分檢測(cè)報(bào)告。部分公司的限量要求見(jiàn)表2。 
   環(huán)保型工程塑料未來(lái)發(fā)展方向 
   鑒于各國(guó)對(duì)環(huán)保的要求,低壓電器中大量使用的工程塑料——主要用來(lái)做支撐材料和絕緣材料,必須滿足如下條件: 
   1.良好的電氣性能 
   工程塑料一般都具有很好的電絕緣性。電氣強(qiáng)度、表面電阻率、體積電阻率都很高,通常情況完全能滿足低壓電器產(chǎn)品的要求。但在潮濕和有化學(xué)介質(zhì)存在下往往會(huì)發(fā)生爬電和擊穿現(xiàn)象,這就要求材料具有較高的CTI值。理想材料的CTI值在500V以上。 
   2.較高的耐熱性能 
   工程塑料的使用溫度一般都在100℃以上,但在低壓電器中由于異常現(xiàn)象往往會(huì)引起局部過(guò)熱,這就要求所使用的塑料耐更高的溫度。填充PA6一般能耐到150℃以上,玻纖增強(qiáng)PA6可耐到200℃,但對(duì)于功能集成,采用小型薄壁化設(shè)計(jì)的低壓電器產(chǎn)品,往往使用耐溫達(dá)到240℃的增強(qiáng)PA66產(chǎn)品。對(duì)于低壓電器中耐溫等級(jí)更高的小型結(jié)構(gòu)件,目前可供選擇的還有PA46,它可耐到280℃的高溫。 
   塑料的長(zhǎng)期使用溫度在UL認(rèn)證中用相對(duì)溫度指數(shù)(RTI值)表示,另一種較傳統(tǒng)的表示方法是半生命周期連續(xù)使用溫度(CUT),上述兩種表示方法都具有局限性。更科學(xué)的辦法應(yīng)是熱老化實(shí)際工作絕對(duì)值(ARO),它能更真實(shí)地反映塑料在受熱條件下的力學(xué)性能。 [page_break] 

   3.優(yōu)異的阻燃性能 
   上面介紹的幾種材料都是阻燃性材料。但由于環(huán)保要求,傳統(tǒng)鹵系阻燃劑的使用受到制約。環(huán)保概念提出的初期,無(wú)鹵阻燃劑的阻燃效果并不理想,一般只有V-2級(jí),近期許多大公司相繼開(kāi)發(fā)了可達(dá)到V-0級(jí)的無(wú)鹵阻燃劑。更先進(jìn)的辦法是在聚合過(guò)程中在大分子鏈上聯(lián)接起阻燃作用的成份。 
   材料的阻燃性能、電氣性能和耐熱性能之間是一種制約關(guān)系。同一種基材的材料,往往阻燃性好時(shí)電氣性能和耐熱性能都有所下降,因此開(kāi)發(fā)阻燃V-0級(jí)、CTI值大于550V,熱變形溫度大于280℃的材料是未來(lái)環(huán)保型工程塑料的發(fā)展方向。 
   目前低壓電器正朝著小型化、多功能、高電流方向發(fā)展,這就要求所使用的塑料材料強(qiáng)度更好、耐溫更高。國(guó)內(nèi)的俊爾等公司也在探討特種工程塑料的改性工作,如PA46、PPS、PEEK等,以便更好地為低壓電器制造商提供高性能的塑料材料。  
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