客户案例

Customer case

合成高分子材料的绝缘性能测试

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客户简介

某制造业客户,成立以来已超过50年,主要进行化工材料的生产、运输和销售,此外还进行氢气、太阳能等新能源产品的开发,是行业内领先的供应商。在国内多个省市设有分公司。

客户Q&A

Q:我想要评估聚乙烯(PE)、POE塑料、合成橡胶等合成高分子材料的绝缘性能,应使用什么方案?


A:想要了解被测物的绝缘能力,常用高阻计SM7110系列,可通过测量绝缘电阻、表面电阻率、体积电阻率等多种参数对产品进行评估。


Q:待测材料在默认状态下往往是微小颗粒状(如下图),后期将按要求加工成相应形状,加工后成品形状各异,此时再评估材料的特性较为困难,该测试方案对被测物形状是否存在要求?


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A:参考日本 JIS K6911 热固性塑料一般测试方法,受试材料建议加工为直径60~100mm,厚度2±0.15mm的圆片,中国同样有类似测试标准(如GB/T 31838.2-2019);高阻计SM系列测试电极支持40~100mm,厚度最大8mm以内的材料绝缘测试。推荐使用高阻计SM7110搭配平板测试用电极SME-8310


高阻计SM71X0系列


最高绝缘电阻量程为2*1019Ω,测试电压可在0.1V~2000V内进行设置(SM7120可施加最高2000V)。

可测试被测物的电流、电阻、表面电阻率、体积电阻率、液体电阻等参数。


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平板测试用电极SME-8310


通过侧面旋钮一键切换测量体积电阻率或表面电阻率。测试样品面积最大100mm²(100mm×100mm),厚度可达8mm,符合各标准中对测试样品尺寸的要求。


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实测回顾

GB/T 31838.2-2019

高阻 计 S M 7 1 1 0 以 及 S M E - 8 3 1 0 的 各 项 参 数 符合 G B / T 31838.2-2019《固体绝缘材料 介电和电阻特性第2部分:电阻特性(DC)方法 体积电阻和体积电阻率》目次5 试验方法规定的测试电极要求以及式样推荐尺寸。


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试样

该客户需要测试的合成高分子在相关标准中均属于热塑性弹性材料,

GB/T 31838.2-2019中推荐式样尺寸为100×100×3 mm


产品类型推荐试样尺寸备注
热塑性成型部件--
热固性成型部件--
玻纤增强不饱和聚酯模压件(SMC BMC)100 mmX100 mmX(3~5)mm-
环氧片材、环氧板--
浸溃树脂和清漆参见IEC 62631-3-11参见IEC 60455和IEC 60464定义的材料
浇注树脂-IEC 60455 定义的材料
管材、棒状、条状制品-参见IEC 61212定义的材料
弹性材料100 mmX100 mmX3 mm-


电源与电压


试验电压通常规定为10V、100V、500V、1 000V和10 000V。如无特殊规定,推荐采用100V电压。

注:超过规定的起始电压会引起局部放电,可能导致测量误差。若在空气中进行试验时,试验电压低于340V,不会引起局部放电。

*以上图表及数据均来自GB/T 31838.2-2019《固体绝缘材料 介电和电阻特性第2部分:电阻特性(DC)方法 体积电阻和体积电阻率》中对测试的规定


表面电阻率和体积电阻率


判断绝缘材料合格与否时,会用到电阻率(固有电阻),电阻率进一步分为表面电阻率和体积电阻率,表面电阻率指的是1cm²的平面相对的电阻,体积电阻率指的是1cm³的立方体中相对的两面之间的电阻。


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测量前的准备


设置SM7110的测试参数,使用【MODE】案件进行测试参数的切换,测试绝缘电阻和表面电阻率。


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参考 GB/T 31838.2-2019,本次测试将材料加工为标准推荐尺寸100×100×3 mm后,放置于SME-8310的电极位置。并使用SME-8310侧面旋钮切换测试参数(Rs表面电阻率 / Rv体积电阻率)


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测试结果

下图所测试材料为POE,常用于绝缘。根据客户理论推算,其体积电阻率应大于等于13次方级。经过实测,该材料的表面电阻率为13次方级,符合客户理论值。


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案例衍生

关于合成高分子材料及应用


合成高分子材料的原料主要是石油,这类产品常见于石化行业及其下游如化工材料等产业链中。相对天然高分子材料(例如天然橡胶、纤维素等),合成高分子材料在性能上有更高的灵活性和稳定性,常常进行规模化生产。最终的成品也各式各样,例如绝缘胶管、汽车保险杠、车用塑料部件、绝缘胶鞋底的发泡材料等等,用途广泛。

合成高分子材料的特性及设计要求各异,例如PE材料一般要求其具有一定的导电能力,因此体积电阻率要求可能在6-12次方级的范围内。POE材料常用于绝缘用途,电阻率往往会是13次方级或更高。


材料类型聚乙烯(PE)POE
常见的电阻率范围10⁶-10¹²10¹³及以上


遇到难以满足常规尺寸的被测物?


如材料直径或厚度超出建议范围且不可裁剪时,可使用砝码电极SM9001电极进行测试。SM9001砝码电极适用标准 JISC2170、IEC61340-2-3,支持1000V 的测量电压、可对应1013 Ω。无需切割片材或薄膜边缘就能测量表面电阻和体积电阻,还可以测量抗静电地板材料和树脂块的表面电阻。


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