【技术】一文浅析灌封材料的机械性能和机械参数

时间： 2022-11-21 来源：WEVO官网

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灌封或粘接材料的机械性能是针对特定应用的关键选择标准。通常，对于灌封超敏感零部件或温度使用范围相对较广的情况要求尽可能吸收应力并补偿。

确定机械性能的拉伸/延展图

玻璃化转变点和热延展

机械参数

由于此类机械性能是一个非常宽泛的概念，因此有必要对能够反映灌封系统机械性能特性的关键参数进行详细描述。

a. 肖氏硬度

肖氏硬度是表示灌封材料机械性能的最简单方案。其始终可以作为首要指标。灌封和粘接材料领域中有3类肖氏单位，其结果作为非量化参数由0到100划分：

肖氏00表示弹性丰富，部分凝胶状材料--通常用于硅材基原料。

肖氏A表示有抗冲击弹性的材料；许多PU基原料以此来表示。

肖氏D表示高硬度，乃至脆性材料。

由于肖氏硬度只是用来测量表面硬度，因此不能单独用来描述机械性能。为了描述与原料相关的机械性能还需要其他参数。

b. 弹性模数

弹性模数描述了原料的弹性，换言之即材料刚性。值越高，材料对于弹性形变的抗力越大。因此，弹性材料的弹性模数只有几个N/mm²，而脆性环氧树脂的弹性模数则高达几千N/mm²。弹性模数是用来评估温度变化且原材料强度不变情况下，零部件中灌封材料或粘接剂应力表现的重要参数。然而，弹性模数并不与材料的刚度直接相关。

c. 拉伸强度

拉伸强度是指拉伸试验中试样相较于原始截面达到最大拉力时计算出的应力。他描述的是原材料受到机械负荷（如拉伸、振动等）时表现的机械抗力。其单位为N/mm²

d. 断裂伸长率

断裂伸长率是指测试体在拉伸试验中发生断裂。材料弹性越足、线性越好，断裂伸长率值越高。弹性材料、橡胶类材料的断裂伸长率可以为其原始测量长度的若干倍，而部分脆性材料该值仅为1% 。

e. 玻璃化转变温度TG

玻璃化转变温度是塑料体系中原材料的特征参数。其描述了塑料机械性能从弹性和塑料性向玻璃化和脆性化及相反变化的温度范围。只能通过选择聚合物结构，从配方层面来影响玻璃化转变点。玻璃化转变温度是安装时灌封材料性能的一项指标。

若某项材料的玻璃化转变点高，则硬度高，因此不适合于敏感电子组件。这种情况下就要选择在负温度区间中的低玻璃化转变点。灌封材料在电子零部件整个温度使用范围中的机械性能几乎相同。作为大致的经验而言，低于TG 的PU要比高于TG 的PU热延展性低大约三分之一 (ppm/K)。

玻璃化转变点温度最好与需要灌封或粘接组件的敏感度，以及机器温度使用范围一起考量。同样值得一提的是，玻璃化转变点温度通常是一个温度区间，而不是某个温度点。此外，约90 %的灌封应用中，材料的玻璃化转变温度都在被灌封或粘接组件的温度使用范围内。

f. 热延展系数（CTE）

材料的延展性通过热延展系数CTE（单位ppm/K）来描述。通常值越高，材料的弹性越大。零部件断裂时经常是由于热延展系数，但一般是延展与零部件应力结合作用所致。应力则受材料固有的弹性模数决定。该系数还能影响外形构造。

灌封零部件中气泡的影响

典型产品

WEVOPUR 7210 M / WEVONAT 507

高弹性模数

高TG

耐热塑性高/耐温性好

粘度低

WEVOPOX 34003 / WEVODUR 1018

高TG (>140℃)

低混合粘度

耐温等级F (155℃)

热固化

WEVOSIL 20200

凝胶稠度

低混合粘度

高耐温性

UV-稳定

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