三防试验里,湿热和霉菌经常被放到一起。它们之间有因果关系,但试验的目的和方法不同。理解两者的关系,才能看懂试验数据。
湿热试验考什么
湿热试验模拟高温高湿环境。常见条件有两种:恒定湿热(比如40摄氏度、相对湿度百分之九十三,持续若干天)和交变湿热(温湿度按周期变化,通常24小时一个循环,做若干个循环)。
交变湿热更严酷,因为它在升温阶段会产生凝露——样品表面温度低于露点,水汽凝结成水膜。凝露是湿热试验中最关键的作用机制:水膜提供了电解质,加上材料的吸湿,共同导致绝缘性能下降和腐蚀。
湿热试验考核三件事:绝缘材料的吸湿性和绝缘性能保持能力、金属件的耐腐蚀能力、以及不同材料界面的稳定性(会不会因为膨胀差异产生开裂或者脱粘)。
试验的判据通常是:绝缘电阻不低于规定值(一般是几兆欧到几十兆欧)、外观无明显腐蚀和变形、电气性能满足要求。
霉菌试验考什么
霉菌试验是把样品接种霉菌孢子,在适宜的温度湿度下培养若干天,之后检查霉菌生长情况。
考核的是材料是否为霉菌提供营养。霉菌生长需要碳源、氮源和水分。多数合成高分子本身不被霉菌分解,但配方中的增塑剂、润滑剂、防老剂等小分子助剂可能被利用。
霉菌的危害有三:一是菌丝覆盖表面影响外观和绝缘;二是代谢产物(有机酸)腐蚀金属和绝缘材料;三是菌丝本身含有水分,形成导电通路。
判据通常按霉菌生长的程度分级——不长霉、微量生长、中等生长、严重生长。多数标准允许微量生长(因为孢子本身可能在表面存在),但不接受中等以上生长。
两者的关系
湿热是霉菌生长的条件——没有足够的湿度,霉菌长不起来。所以在自然环境中,湿热环境往往伴随霉菌问题。
但试验中两者是分开做的,因为它们考核的机制不同:湿热考的是材料的物理化学稳定性,霉菌考的是材料的生物稳定性。一个材料可能耐湿热但长霉(比如含天然增塑剂的材料),也可能不长霉但吸湿严重(比如某些吸湿性强的工程塑料)。
做试验时的顺序通常是先湿热后霉菌。原因是湿热试验会改变材料表面状态(可能产生微裂纹、可能溶出助剂),之后的霉菌试验反映的是湿热老化后的状态,更接近实际。
反过来先做霉菌再做湿热,湿热的条件会杀死霉菌并可能清除生长痕迹,导致无法判定。所以顺序不能反。
材料选择的要点
要同时通过两项试验,材料选择上有几条经验:
第一,选低吸湿性材料。吸湿率高的材料在湿热试验中绝缘电阻下降明显。常见工程塑料里,PPS、PBT、PA的吸湿性依次上升,PA(尼龙)吸湿最明显,湿热试验中要特别注意。
第二,避免含易迁移助剂的材料。增塑剂迁移到表面后既可能被霉菌利用,也可能影响表面绝缘。
第三,防霉剂要慎用。防霉剂本身多是有机化合物,可能迁移、可能挥发、可能影响材料的其他性能。而且防霉剂的效果是有限期的,长期效果要验证。
第四,金属件要选耐蚀材料或者做好镀层。湿热环境下的腐蚀主要是电化学腐蚀,镀层的完整性和孔隙率是关键。
实际工作中的建议
如果产品要用于湿热环境(南方户外、船舶、地下工程),建议在选型阶段就确认湿热和霉菌试验数据,不要等到验收时才做。
另外,湿热环境下的维护也要注意:定期清洁表面(去除可能成为霉菌营养的污物)、保持通风干燥、检查密封件状态。这几项能显著延长使用寿命。
我们的J36C系列矩形电连接器和GJB599II轻型圆形电连接器都按三防要求选材,可提供湿热和霉菌试验数据。有湿热环境应用需求时,把温湿度条件和时长告诉我们,可以针对性推荐。



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