在查阅材料物性表或 UL 黄卡时,很多工程师会发现一个令人困惑的现象:某款塑料的热变形温度(HDT)高达 180°C,但其 RTI(相对温度指数,Relative Thermal Index) 却只有 105°C。
这就产生了一个疑问:既然材料在 180°C 还能保持刚性,为什么在超过 105°C 的环境下长期使用就有风险?
其实,HDT 衡量的是材料对热的“抗压能力”,而 RTI 衡量的是材料对热的“抗衰老能力”。
1 HDT 是“瞬时强度”,RTI 是“生命限度”
要理解这个差异,我们必须看两者的测试逻辑:
HDT(热变形温度):物理上的“快照”
HDT 测试非常直接——把样条加热,施加一定的力,看它什么时候软化到弯曲。这就像是在测一个人的“负重极限”,它告诉你材料在短时间内能顶住多高的温度而不发生明显的形变。
RTI(相对温度指数):化学上的“马拉松”
RTI 的测试则漫长得多。UL 实验室会将材料放在不同温度的烤箱里,进行长达 6,000 到 10,000 小时(甚至更久)的持续烘烤。当材料的性能(如拉伸强度、冲击强度或绝缘性能)下降到初始值的 50% 时,这个时间点对应的温度就是 RTI。
2 为什么 RTI 总是比 HDT 低那么多?
A. “软化”与“降解”不是一回事:
塑料在受热时,分子链会变得活跃,导致物理上的软化(对应 HDT)。
但与此同时,高温还会引发化学反应——氧气会攻击分子链,导致断裂或交联。
物理软化往往需要极高的能量,而化学降解则在较低的温度下,会像火苗一样慢慢蚕食材料。
B. 时间的“魔力”:
HDT 试验只需几小时,分子链还没来得及发生严重的化学变化。
但在 RTI 的长期测试中,即便温度没达到 HDT,长时间的热能积累也会让分子链像老化、发脆的旧橡胶一样失去韧性。
3 RTI 的分类:不仅仅是一个数字
在 UL 黄卡上,RTI 通常分为三个维度,你会发现同一个材料,这三个数值可能都不一样:
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RTI Elec(电气): 关注绝缘性能的衰减。
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RTI Imp(冲击): 关注韧性的衰减(通常最低,因为韧性对老化最敏感)。
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RTI Str(强度): 关注拉伸强度的衰减。
总结:如何避免“高温陷阱”?
在实际设计中,工程师必须分清场景:
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短时过载场景: 比如过波峰焊、汽车发动机瞬间高温,参考 HDT 或 熔点。
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长期工作环境: 比如灯具外壳、变电器支架、家电内部件,必须参考 RTI。
如果你的产品需要在 120°C 的环境下工作 5 年,而你选了一个 HDT 150°C 但 RTI 只有 100°C 的材料,那么几年后,这个产品即使不熔化,也会像饼干一样一碰就碎。
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