尼龍墊圈具備優異的絕緣性能，無磁性，隔熱，重量輕，個別材料的塑膠墊圈還具備耐高溫，高強度，耐腐蝕性能，部分產品具備防落功能，廣泛套用於各工業領域。
基本介紹
- 中文名：尼龍墊圈
- 性能：絕緣性能
- 重量：輕
- 套用：廣泛套用於各工業領域
定義,優點,生產參考標準,成型法,材質概要,物性評價方法,
定義
尼龍是合成樹脂的同義語，是以高分子物質為主原料，經過人工方式加工成有用的形狀的固體,但不包括纖維、橡膠、塗料和粘結劑等。可以說塑膠具備以下3個條件：在素材上是高分子物質，其形狀經過人工加工後形成了有用的形狀，在常態下是固體。顧名思義，尼龍墊圈是由尼龍製成的，在國內，尼龍墊圈通常也被稱作尼龍華司（Washers），樹脂墊圈，塑膠墊圈或尼龍墊圈（國內市場最常見的塑膠墊圈大多是用尼龍66製成的）。
優點
與金屬墊圈相比，具有優異的絕緣、耐蝕、隔熱和非磁性能，且重量輕，廣泛用於半導體、汽車、航空航天工業和室內裝飾等各種領域。採用的材料數量也多達10多種，包括PA66、PC、具有最佳性能的特種工程塑膠PEEK、用玻璃纖維強化後的RENY以及PPS、氟樹脂PTFE、PFA和PVD等。
生產參考標準
尼龍墊圈在生產過程中，也按照尼龍墊圈市場規範在各級產品中嚴格分類，在緊固件系列的尼龍墊圈的套用中，主要的分類主要有以下幾項標準：
公制塑膠墊圈的概念：GB—中國國家標準這也是我們常用的公制塑膠螺絲的標準，（統稱為國標）
美制塑膠墊圈的概念：ANSI—美國國家標準（美標）
德制塑膠墊圈的概念： DIN—德國國家標準（德標）ASME—美國機械工程師協會標準
在內銷業務中，我們最常遇到的標準是GB（國標）和DIN（德標）。
成型法
尼龍墊圈採用注塑成型工藝製造，這種成型方法套用了近似注射器的原理，注射器的本體就是注射成型機，注射液就是溶化了塑膠原料，而注射器上的手指壓力在這裡就是油壓，利用該注射壓力使原料通過一個稱為“門”的細小孔後流入模具內，使原料成形。其主要特徵是：可以在較短時間內大量生產質量相同的成型品；從原料的投放到成型品的取出，可以完全實現自動化；能夠製作尺寸精度很高、構造很複雜的成型品等等。另一方面，設備投資很大，模具費用不菲。考慮到模具的折舊，可以說這種方法不適合小批量生產。
材質概要
PA6 【尼龍6】
PA6（聚醯胺6=尼龍6）是一種結晶性的工程塑膠。高韌性材料，摩擦係數小，而且有耐磨性，耐油性和耐化學品性也很好，因此最適合用作機械材料，但也存在一個問題，就是由於吸濕性大，在設計上必須加以考慮。
·不含RoHS指令限用的6種物質（鉛、鎘、汞、六價鉻、PBB、PBDE）
·連續使用溫度65℃
·燃燒性UL94 V-2
熱穩定型PA6 【熱穩定型尼龍6】
熱穩定性尼龍6具備與普通尼龍6一樣的機械性能，不過其還具備額外的優點，在大多數溫度高達121℃的工況環境下，熱穩定性尼龍6產品仍能經受住考驗並長時間正常工作。熱穩定性尼龍6材料的顏色為灰白色。
PA66 【尼龍66】
PA66（聚醯胺66=尼龍66）是一種結晶性的工程塑膠它是高韌性材料，最適合用作機械材料，但也存在一個問題，就是由於吸濕性大，在設計上必須加以考慮，水分作為增塑劑降低了尼龍的拉伸強度、透氣性以及提高了延展性、抗衝擊強度以及吸收能量的特性，注塑時通過添加炭黑可使尼龍的戶外耐候性得以改良，在大多數溫度高達85℃的工況下，尼龍產品仍能長時間的正常工作。尼龍材料的顏色為半透明灰白色。
·連續使用溫度85℃
·燃燒性UL94 V-2
改良型耐衝擊型尼龍66
改良型耐衝擊尼龍66具有在低溫條件下耐強大衝擊力的額外優勢，耐熱性也遠遠優於普通尼龍66，改良型耐衝擊尼龍66的顏色為灰白色。
添加30%玻璃纖維尼龍66
添加30%玻璃纖維的尼龍66具備遠優於普通尼龍66的傑出機械性能。相對於普通尼龍66以下方面得到了改進：提高了拉伸強度、變形溫度和抗剪強度，改良了抗蠕變性、尺寸穩定性，降低了吸水性和熱膨脹型。含30%玻璃纖維的尼龍66耐磨損性好，尼龍66所具備的相關電氣性能及低摩擦係數都得到了保留。含30%玻璃纖維的尼龍66的顏色為不透明的棕褐色。
PA46 【尼龍46】
耐高溫尼龍46，它突破了傳統的尼龍和高性能材料間的性價比上限。尼龍46具備良好的耐熱性，高溫下仍能保持高剛度、高抗蠕變性、卓越的韌性、優異的抗疲勞性能、良好的耐化學性，其還具備更高的連續使用溫度。尼龍46的顏色為半透明白色。
·連續使用溫度163℃
·燃燒性UL94 V-0
物性評價方法
1.物理性質比重
比重是指同一溫度、同樣容積條件下的水與物質兩者的質量之比。各種塑膠的比重在0.83～2.1左右，最輕的是聚甲基戊烯0.83；最重的是PTFE（聚四氟乙烯）2.1。平均為1.1左右，為鋼的1/7左右，質量輕是塑膠的一大特點。
吸濕性
將塑膠長時間浸漬在水中，或者置放在濕度高的氛圍中，會多少吸收水份（濕氣）而增加重量，其程度視材料的種類而異。並且，通常這時溫度越高，這種傾向越明顯。塑膠的這種性質稱為吸水性或吸濕性，我們將經過試樣每一單位的重量，或者每一單位表面積所增加的重量定義為吸水率，以百分比（%）等來表示。
2.光學性質透明度
入射到物體的光線，一部分會在物體表面被反射，另一部分會被吸收到物體內部，剩餘的就成為透過光。透明度用透過光的多少加以表示，分為全光線透過率和平行光線透過率兩種。ASTM對塑膠的透明度採用透過率和散射率，相當於D-1003和D1746-1970中的全光線透過率。透過率高的塑膠有丙烯樹脂（93%）和聚碳酸酯（89%），這些材料的成型品極為漂亮，用於透鏡和光刻盤等光學部件。
折射率
折射率的測定在ASTM D542-1950中規定了要利用Abbe的折射儀的方法，對塑膠來說，其範圍為1.338(氟碳樹脂)～1.586（聚碳酸酯），水晶為1.55；鋼玉為1.768；鑽石為2.417。
3.熱力學性質熱傳導係數
通過物體內部的等溫面的單位面積，呈直線流動的熱量和在該方向上的溫度梯度兩者之比稱為熱傳導係數。塑膠的熱傳導係數一般要低於金屬，其範圍從最低的聚丙烯1.3×10-4cal/s/cm2/(℃/cm)到最高的高密度聚乙烯12.4×10-4cal/s /cm2/(℃/cm)，明顯小於石英玻璃33.1×10-4cal/s/cm2/(℃/cm)、普通陶瓷30～41×10-4和銅0.941cal/s/cm2/(℃/cm)。
比熱
比熱，正確地說是比熱容量，是表示物質的熱容量的尺度，用使單位質量的物質升高單位溫度所需的熱量來表示，作為實用單位，現在採用的是(cal/℃・g) 。從最低的三氟化樹脂0.22(cal/℃・g)到最高的聚乙烯或離子交聯聚合物0.55(cal/℃・g)，塑膠的比熱範圍很窄，高於玻璃的0.185(cal/℃・g)和鐵酸鹽的0.17(cal/℃・g)。
熱膨脹係數
表示隨著溫度的上升，物質的體積增大程度的是熱膨脹係數，分為用長度表示的線膨脹係數α和用體積表示的體積膨脹係數β，完全等方體的固體的兩者關係為β=3α。塑膠的線膨脹係數用每1℃溫度的長度變化率表示，範圍從顯示最低值的苯酚樹脂(2.5～6.0×10-5℃-1)、PPO(5.5×10-5℃-1)到最大的低密度聚乙烯(10.0～20.0×10-5℃-1)。
熱轉移點
塑膠因溫度變化會出現相（phase）轉移的地方有2處。即玻璃轉移點和融點。前者在非晶性塑膠上有明顯的表現，在該溫度以上，就能夠出現分子鏈內的部分運動，分子的變形會明顯變得自由，從玻璃狀轉移到橡膠狀，伸長變大，變形阻力明顯下降。後者明顯表現在結晶性塑膠上，在該溫度以上，就不再結晶，變成溶融狀態，溫度從該溫度點下降後，在臨近該溫度的溫度下結晶化、固化，體積明顯縮小，並且整體變硬。
載荷撓度溫度
這是指在試驗片的中心加上一定的彎曲載荷（0.45MPa或1.82MPa），以等速使其升溫，當中心部的伸長變形量達到0.2mm時的溫度。可以作為判斷耐熱性能的一個指標，也稱為熱變形溫度。
4.電氣性質電阻
將物體中有電流（I）以電位差（V）流動時的關係R(=V/I)稱為電氣阻力或簡稱為電阻。一般來說，塑膠是體積電阻率在108Ω・cm以上的絕緣體，但該數值會隨物體的形狀、電壓的施加方式以及環境等變化。所謂絕緣電阻，就是將加在兩個電極之間的直流電壓用電極間流動的電流去除所得的數值，包括試驗片的體積電阻和表面電阻兩者。要測定該值，可以用直流電壓500V，使用一定的試驗片，在20℃、65%RH的條件下進行測定。所謂體積電阻是指將加在兩個電極之間的直流電壓用流過電極間夾著的試驗片的單位體積上的電流去除所得的數值，另外，作為實用的數值，採用體積電阻率（Ω・cm)，塑膠的該數值的範圍從最低的苯酚樹脂1011Ω・cm到最高的四氟化樹脂1018 Ω・cm。表面電阻則是將加在試驗片表面的兩個電極之間的直流電壓用流過表面層的電流去除所得的數值。
絕緣破壞強度
絕緣體的塑膠在電位差明顯很高的情況下，電流也會變得很大，結果會造成材料的破壞。絕緣破壞強度就是指在規定的試驗條件下，將試驗片會被破壞的最小實效電壓（破壞電壓）用2電極間距離（試驗片的厚度）去除得到的值，一般用MV/mm這種單位加以表示。塑膠的該數值的範圍從最低的苯酚樹脂11.8MV/mm到最高的聚丙烯30MV/mm。
介質常數
介質常數表示在單位電場中，單位體積中積蓄的靜電能量的大小。該值會受到頻率以及濕氣和環境的很大影響，塑膠在106Hz的情況下，其範圍從最低的四氟化樹脂的2.1到最高的聚醯胺6的4.7。
介質損耗角正切
在感應迴路中加上正弦波電壓（E）後，在理想性電容器的時候，E與電流（I）之間的相位差角是90°，但在實際上的感應體中，電流會出現相位上的偏離。這種相位差角的餘角的正切就稱為介質損耗角正切。該值會受到材料、加壓頻率、環境等的影響，在塑膠中，在常態下對106Hz而言，其範圍從最低的聚乙烯的0.0001到最高的聚醯胺6、環氧樹脂的0.03左右。該值會成為高頻迴路的介質損耗的原因，但在材料的高頻加熱時卻是有效的特性值。
耐電弧性
即便是絕緣破壞強度很高的塑膠，在高電壓下長時間使用後，也會因部分放電而出現劣化現象。耐電弧性就是表示該放電劣化的電阻性。
5.機械性質拉伸特性
材料上很少會單純加上拉伸外力，而拉伸外力在材料的任何部分產生的拉伸張力都是均勻的，所以會形成單純的應力分布狀態。另外，拉伸應力超過某一限度後，材料往往就會破損，因此拉伸特性就成了一種有代表性的機械性質。拉伸強度是用試驗片原先的最小橫截面積去除屈服或破壞時的最大拉伸載荷後的商值，用Mpa表示。拉伸伸長是用原先的標點間的距離去除從試驗片破壞時的平行部標點間距離減去原先的標點間距離之後的值，用%表示。
彎曲特性
彎曲外力作用在物體上時的材料舉動稱為彎曲特性。
硬度
對硬度還沒有一個嚴密的物理定義，因為是一種非破壞試驗，不破壞材料就能夠簡單地進行測定，所以在實用上就常常使用硬度，成了一種很方便的尺度。作為測定塑膠硬度的規格，一般採用的是洛氏硬度。塑膠上使用的洛氏硬度HR的測定如下：壓入子是鋼球，先加上基準載荷Po，以這時的凹陷深度為基準，進一步加上試驗載荷P，經過一定時間（ASTM中為15s）後，測定將其返回到基準載荷時的塑性凹陷的深度h(mm)，再從下式求出：HR=130-500h。但因鋼球直徑和載荷種類的不同，有各種標度的洛氏硬度，在JIS中，有M標度和R標度，而在ASTM中規定了K/E/L/M/R5種標度。
衝擊特性
材料的力學強度有逐漸增載入荷進行測定的靜態強度，以及加上衝擊時的強度，即韌性和衝擊強度，兩者未必顯示同樣的傾向。測定材料的這種韌性的原理是在材料上加上衝擊性載荷，進行破壞，用該破壞所需要的能量來表示。艾氏衝擊強度值就是其中有代表性的試驗方法，它是使用振擺形狀的艾式衝擊試驗機，對懸臂試驗片加上衝擊彎曲打擊，用試驗片的寬度去除1次打擊破壞所需要的能量後所得的商值。
蠕變特性
將在一定狀態下，連續加上一定的應力時的材料的舉動稱為蠕變，這種情況下會顯示以下2個特性：1.隨著時間的經過，變形量會增大。2.隨著時間的經過，破壞應力會減小。也就是說，1.即使在載荷時間短的時候，變形量少，不會成為問題，但隨著載荷時間變長，會出現相當大的變形，特別是會出現塑性變形，變得不耐用；2.對靜態強度以下的應力，載荷時間變長後，也會出現破壞。
疲勞特性
如應力或變形力反覆加在物體上，該材料就會弱化，加速破壞。材料的這種舉動稱為材料的疲勞。也就是說，材料上只加一次應力時，如應力小於靜態強度時，不會出現破壞，但反覆次數增加的話，即使是小於靜態強度的應力造成破壞的可能性也會增加。在這種條件下使用塑膠時，如果不明確這種疲勞舉動，就無法保證對破壞的安全性。
摩擦、磨損特性
在塑膠的表面互相接觸的情況下，當兩者間出現相對運動時，就會出現一種力圖妨礙該運動的阻力，這就是摩擦，從表面開始材料逐漸磨滅下去的現象稱為磨損。
塑膠墊圈的UL阻燃法令
UL的目的是為保險業者(Underwriters)防止電氣和火災事故，由民間設立的產品安全試驗方面的一家美國檢測機構。產品安全試驗的基本要求是在產品中消除故障發生的原因，建立故障發生時的安全機構和災害防止及防火。在該認證制度中，對部件和不成為成品的原材料、半成品有一項認證制度，在執行該制度的情況下，可以省略對部件和成品的試驗項目。UL法令中與塑膠有密切關係的項目有以下5個：
UL94 塑膠的燃燒性試驗
UL746A 塑膠的短期物性評價的規格
UL746B 塑膠的長期物性評價的規格
UL746C 塑膠的電氣元件用途評價的規格
UL746D 塑膠的組裝部件(制模程式)的規格
