从全球范围来看，据粗略估计电工电子作为塑料的第五大消费群体，具有如下特点：

·占有塑料消费总量的7％；
·正处于持续增长中；
·目前消费量大约在一千万吨左右；
·是一个非常重要的复合材料市场。
·电工电子材料涉及了非常宽泛的性能领域，一般有些性能显得自相矛盾，如硬度要求和弹性要求、电绝缘性能和导电性能。
·在电工电子产品中使用聚合物的目的也是各种各样：
·技术原因：塑料可以在绝缘性、重量、使用性能、加工特性、外观美化和经济成本等诸多因素中寻求到一个合理的平衡；
·成本原因：对于电子产品来说，无论是大规模生产还是小批量生产，塑料都可以充当廉价的原材料；
·外观原因：与陶瓷、玻璃、木材以及已经淘汰了的传统材料相比，塑料拥有美观的外形并且易于加工成为各种设计样式。
·工业化和经济效益的现实情况
·塑料在电工电子材料领域应用的现实情况显而易见――一千万吨的巨大用量。

表1展示了全球聚合物市场各种应用总量排名。数据随地区和时间不同而各异。

电工电子材料所需功能

图1电工电子材料各方面的要求特性。根据最终的应用范围，许多目标功能是完全相反或者是区别很大，如硬度要求和弹性要求、绝缘性能和导电性能、耐低压和耐高压特性……显而易见，电工电子领域的主导消费产品是工程塑料和特种塑料。

图 1: 电工电子材料的主要功能

根据应用目标，所需的材料功能一般包括：

·保护电工电子产品不受环境侵扰：包括力学损害；化学损害；电学干扰；气候损害；
·保护环境不受电子产品侵扰：包括电绝缘；导电控制，避免额外电学干扰。

性能的综合平衡

在主要的电工电子应用领域，聚合物性能必须满足一个适当的平衡：

·绝缘性能。一般都是要求具有高绝缘性能，但是在某些应用领域要求具有适度的绝缘性能，还有一些要求具有高导电性能。
·根据应用和使用领域的不同，力学性能各异。所涉及到的力学性能涵盖了所有静态和动态性能，如拉伸、剪切、压缩、冲击、蠕变、松弛、疲劳……
·根据使用温度不同都要求具有长时间的耐老化性能。该项性能可以参考UL温度指数定义要求，当然还有别的一些特殊要求。
·根据制品厚度要求具有的耐燃烧性能一般可以参考UL燃烧速度定义要求。

绝缘和导电聚合物

从下文举例可以看到，不同的规则标准对此有不同的定义解释。电子工业协会针对包装材料的标准和某些针对煤矿器械支架材料的欧洲标准是根据表面电阻来划分聚合物，而一些橡胶方面的标准是根据体积电阻来划分。

一个非常困难的研究课题――电致生热，目前正处于研发阶段，例如BASF展示了一种电阻在10ohm/cm的聚缩醛树脂，如果给加上12v电压，这种树脂可以保持恒温110°C持续1000小时。

美国安全检测实验室（UL）温度指数

温度指数是指在一个很长的时期内，引起目标特性50％衰减的最高温度。这个温度指数是通过长时间炉温老化实验得到的。UL温度指数取决于：

·目标特性。根据所涉及的性能不同，UL温度指数有三种不同领域：电学特性；电学特性和力学特性（不包括冲击特性）；电学特性和力学特性（包括冲击特性）。同样厚度的同等级样品的这三种温度指数可以相同也可以不同，一些例子如表3所示。
·等级标准。如图2所示，列有50种等级标准聚酰胺的UL温度指数。
·测试样品厚度。UL温度指数随样品厚度增加而增加。例如，对同一等级的聚酰胺样品，属于同一UL温度指数范围的情况有：75°C/0.7 mm厚度，95°C/1.5 mm厚度，105°C/3 mm厚度。

图 2: 50种等级标准聚酰胺的UL温度指数

和所有的实验室测定方法一样，温度指数是一种主观测试，这种方法必须通过唯一的判据标准来进行解释和制订。

美国安全检测实验室（UL）燃烧速度

UL94燃烧速度测试提供了材料点燃后自熄性能方面的基本信息。样品可以分为水平（H）燃烧测试和垂直（V）燃烧测试，给出的数据信息包括燃烧速度、自熄时间和滴落性能等。主要分级如下：

·V0：最难以燃烧，10s时间内自熄，无滴落和和火星产生；
·V1：30s时间内自熄，无滴落和火星产生；
·V2：30s时间内自熄，允许有滴落和火星产生；
·5V：60s时间内自熄，允许有滴落和火星产生；
·HB：最大水平燃烧速度为76mm/min。

UL燃烧速度取决于：
·分级――可燃性聚合物可以按照V0标准划分为特殊阻燃级别，也可以划分为相反级别的易燃性材料，不可燃性聚合物如果含有高含量的可燃性增塑剂则可以HB标准划分为一个特殊级别。
·式样厚度――对于同等级不饱和聚酯，UL燃烧速度以如下标准测试：HB测试以0.7mm厚度测试，V0测试以1.5mm厚度测。

通过可见度密度测试得到的烟度是另外一个越来越重要的材料性能参数。阻燃添加剂分为含卤类型和无卤类型，后者的腐蚀性、毒性和环境污染性更小。

应用于电工电子材料的主要聚合物类型

热固性塑料和复合材料在电工电子材料领域有众多的应用，如表4所示。

应用于电工电子材料的主要塑料品种

如图3所示，类似于其它大批量生产类型，通用塑料在电工电子材料领域用量最大，但是工程塑料和特种塑料在该领域的应用也占有着重要的地位。

图 3: 各种塑料在电工电子材料应用领域所占份额

在电工电子材料领域使用聚合物的原因

·塑料材料性能的多样性是其在电工电子材料领域得以大量应用的根本原因：
·塑料具有良好的绝缘性能，但也可以通过工艺改性使之成为导体；
·塑料可具有很好的柔韧性，也可以具有高硬度；
·和玻璃陶瓷相比，塑料具有良好的抗冲击性能；
·硫化橡胶（TPE次之）具有良好的弹性和密封性能；
·塑料之所以在该领域能够取代传统材料原因在于陶瓷和玻璃无法做到塑料那样把众多性能集于一身；
·塑料易于加工；
·无论是大批量还是小批量生产，塑料都具有良好的适应性；
·塑料质轻，易于进行小型化设计生产；
·和传统材料相比，塑料易于多样性的外形设计加工。
·塑料生产成本低；

由于塑料可以具有独特的复合性能，可以联用多种塑料，集成多种功能性为一种材料，例如，可通过共模塑方法来联合加工硬质塑料和软质TPE；
塑料产品外形美观，可具有良好的透明性、各种可供选择的色彩、可印刷性能、可描画性能、可模具内装饰性能等等。

聚合物也有一些缺点：

·原材料成本较高（但是最终产品成本反而低）；
·循环回收较为困难

结论

塑料是第一种用于电工电子材料领域的绝缘材料。塑料的某些功能是不可被其它材料所取代的，同时，塑料具有将特殊设计和加工方法集于一身的强大平衡能力，这种能力往往能够给生产带来最为经济的解决方案，也即为塑料奠定了其在电工电子材料领域中的霸主地位。在电工电子材料领域中的很多方面，塑料已经完全取代了玻璃和陶瓷材料。

下一篇文章将会讲述相关的市场概况和实例，例如：

·电子产品部件；
·电线电缆；
·电子仪器产品。

参考文献:
Websites: APC, apme.com, spmp.sgbd.com…
Papers
M.Biron, Thermosets and Composites - Technical Information for Plastics Users, Elsevier 2004
F. Pardos, Antec 2002 Proceedings, p. 2736
F. Szabo, International Polymer Science and Technology, Vol. 28, No. 11, (2001), p.T/1