电子电气工业用塑料，特指应用于电子电气工程领域的绝缘塑料、导电塑料以及压/热电塑料。在塑料总消耗量中，电子电气工业领域的消耗量位居第三，仅次于包装工业和建筑工业。本文重点阐述绝缘工程塑料在电子电气工业中的具体应用情况。
塑料在电子电气工业中的普及应用，对该行业的发展起到了至关重要的推动作用。塑料不仅具备优良的电绝缘性能，还拥有质量轻便、物理化学性质稳定、易于成型加工、成本低廉等优势，因此被广泛用作电子电气设备及元器件的壳体材料、包覆材料、基质材料以及介电绝缘层材料等。此外，随着科技的不断进步，具备导电、导磁、电磁屏蔽等功能的塑料及其复合材料，正逐步替代部分传统电子电气材料，以满足该领域日益增长的需求，进一步拓展了塑料在电子电气行业的应用边界，同时创造了显著的经济与社会效益。针对不同类型的电子电气产品，需结合产品的使用要求、成型加工难度及经济性等多方面因素，综合筛选合适的材料。
作为电子电气产品的绝缘材料，塑料首要考虑的是其电绝缘性能（包括体积电阻率、表面电阻率）和介电性能（包括介电常数、介质损耗角因数、介电强度）。用于绝缘的工程塑料，必须具备高电阻率、高介电强度、低介电常数以及低介质损耗角正切的特点。由于各类塑料的分子结构存在差异，其电性能也有着明显区别。表1-1列出了常用电气塑料的电性能参数，从中可看出工程塑料的电绝缘性能较为出色。除电性能外，还需考量材料的力学性能（如强度、模量、伸长率、硬度、耐磨性、耐撕裂性、抗挠曲性、抗疲劳性）、耐热性、耐老化性、耐低温性、耐辐射性（耐电子射线、γ射线、中子射线）、阻燃性、化学稳定性（耐蚀性、耐有机溶剂性、耐湿性）、黏合性以及杂质含量等指标。
表1-1 常用电气塑料的电性能
工程塑料用于制造各类电器元件时，为确保电器设备安全运行，对其耐热性有着较高要求。用作电气绝缘材料的塑料，按耐温等级可分为Y、A、E、B、F、H、200、220、250九个等级，工程塑料的耐热等级普遍高于通用塑料。
采用热塑性塑料制造各类电气、电子零部件，是目前电子电气工程领域应用塑料的主要发展趋势，其中应用最广泛的是聚碳酸酯和尼龙，而改性聚苯醚（如Noryl）也是尼龙的有力竞争者。通用工程塑料在电子电气零部件制造中的年消耗量，约占工程塑料总产量的30%左右。未来，通用工程塑料仍将持续替代金属和热固性塑料在电子电气领域的应用。目前，生产插头零部件所使用的塑料，正从热固性塑料快速向热塑性塑料，尤其是工程塑料过渡。与热固性塑料相比，热塑性塑料的优势在于成型加工便捷，能够制造形状复杂、壁薄的制品，例如采用热塑性塑料注射成型插座制品，成型周期仅需15～30秒，而热固性塑料则需要1分钟以上。
1. 聚酰胺
聚酰胺（PA）具有良好的电绝缘性能和耐电弧性，制品成型加工便捷，力学性能优异，使用温度范围较广；其不足之处在于吸水性较强，尺寸稳定性欠佳。通常采用填充、增强等改性方式改善其性能，其电绝缘等级一般处于E～B级。在电子电气绝缘领域应用较多的有PA6、PA66、PA11、PA1010、PA610等品种，以及其改性、增强（填充）产品。聚酰胺的冲击强度较高，尽管存在吸水性，但少量吸水后其冲击强度会有所提升，且能保持良好的电绝缘性能，因此被广泛用于通用电子、电器零件的制造。经过阻燃处理的聚酰胺，阻燃等级可达到UL94 V0级，且韧性良好。PA66还具备优异的耐焊锡性，而PA6由于介电常数较大，不适用于高频、低损耗的场景。
玻璃纤维增强聚酰胺被大量应用于电动工具领域，例如电钻、电锤的外壳。增强PA6、PA66，阻燃PA6、PA66，阻燃增强PA6、PA66，阻燃增强PA46及阻燃尼龙合金等品种，主要用于制造电动机罩、电器框架、线圈绕线柱、电机叶片、电视机调谐零件（需采用阻燃PA66）、电能表外壳、各类线圈骨架、继电器零件、电器外壳、热敏元件、各类接线柱及插座、插接器、高压断路器连接杆、限位开关、电线分路盘、继电器开关、电动机凸轮、电视机偏转器零件、熔丝盒、航空器接线盒、变压器、脉冲计数器、静电伏特计、遥控静电电子组件、熔断器盖、空气断电器等电气元件。透明聚酰胺可用于制作高压安全开关、流量计透明罩、油面指示计、熔断器罩、速度计等部件。
PA11在电子电气行业应用广泛，其热性能优良，能够承受突发性的局部瞬间高温，且平均线胀系数与轻合金极为接近。因此，带有金属嵌件的PA11制品可在高温环境下使用，且不易开裂，适用于制作插接件、接线柱、电器电源装置和继电器外壳等。未添加增强剂及其他添加剂的PA11具有自熄性能，适合制作接线盒。PA11易于注射成型为薄片，可用于制造开关盒，由于这种PA薄片的交替弯曲性能和柔软性极佳，可通过薄片的上下活动操纵开关机械，在0～80℃的环境下，可反复使用数百万次。
高温尼龙是一类可长期在150℃以上环境中使用的尼龙材料，熔点通常在290℃～320℃之间，经玻璃纤维改性后，热变形温度可超过290℃，且能在较宽的温度范围和高湿度环境下保持优异的机械性能。目前，已实现工业化生产的成熟高温尼龙品种包括PA46、PA6T、PA9T和PA10T等。凭借其优异的性能，高温尼龙材料在笔记本电脑、手机等消费类电子领域的应用日益广泛。
2. 聚碳酸酯
聚碳酸酯（PC）具备均衡的力学性能、热性能和介电性能，其冲击性在普通热塑性塑料中位居首位，同时具有透明度高、抗蠕变性好、尺寸稳定性强、介电性能优良、耐热性佳等特点，可在－60～120℃的环境下长期使用，且自熄性好、吸水性小，属于高韧性的E级绝缘塑料。聚碳酸酯常通过注射成型制成插接件、线圈框架、矿灯电池壳、电话机壳等产品。玻璃纤维增强PC的成型收缩率小，适合加工尺寸精度要求较高的电子计算机、录像机、彩色电视机所用部件。
PC薄膜可用于制作电容器介质、录音带、录像带等产品。
PC/ABS合金添加改性剂后，能够满足电子电气部件对耐热性、电性能、力学性能和阻燃性能的要求，适配电子电气领域不同部件的使用需求。PC/ABS合金可用于制作安全开关、强电插头、配电盒元件、插头、插座、整流器外壳、吸尘器罩壳、电熨斗外壳、照相机壳体、节能灯夹头等。PC/PS合金具有良好的耐水解性和耐热性，可用于制造洗衣机内筒。PC/PET合金可用于制作收音机外壳、传声器网架、电气开关、插接器、家用洗衣机定时器、吸尘器外壳等。玻璃纤维增强PC可用于生产印制电路板插座、继电器卡片，以及仪表工业中使用的线圈骨架、接线座、尾座等。PC/ASA合金耐候性优良，特别适合制作室外使用的电子器件。PC/PBT合金尺寸稳定性好，可用作电气插接件、强电插头的外加套环等。
3. 聚甲醛
聚甲醛（POM）具有良好的抗疲劳性、耐磨性和耐电弧性，在电器工业中，可用于制作电动工具外壳、电扳手外壳、手电钻外壳、煤电钻外壳、开关手柄等产品。
4. 热塑性聚酯
PET薄膜主要用于电气绝缘材料领域，例如电容器、电缆绝缘、印制电路板布线基材、电机槽绝缘等。PET薄膜还可通过真空镀铝（也可镀锌、银、铜等）制成金属化薄膜，如金银线、微型电容器薄膜等。
玻璃纤维增强PBT、PET具有优异的电性能，体积电阻率可达10¹⁶Ω·cm，介电强度大于20kV/mm。表2-1列出了GFPET在不同温度下的电性能，表2-2列出了PBT的电性能。
表2-1 GFPET在不同温度下的电性能
表2-2 PBT的电性能
阻燃增强、抗静电阻燃PBT、PET被广泛应用于电子设备的插接件，如计算机插接件、电器变压器线圈骨架、断路器骨架、低压电器各类端子、节能灯外壳、计算机风扇、电熨斗部件等。PBT、PET合金在电器部件中的应用，如吸尘器、电动剃须刀、空调器电控部件、聚焦电位器外壳、电器元件外壳等，已得到广泛推广。
改性PBT在通信器材中的应用主要包括PBT合金、增强PBT、阻燃PBT，其主要用途为电缆光缆护套、程控交换机部件。PBT/PET合金具有综合性能优良、价格低廉、低温耐冲击性好等特点，可用于汽车内装件、家电外壳、电子电气及仪器仪表零件等。
PBT具备优异的电性能，经玻璃纤维增强后，其耐热变形温度可达200℃，加入阻燃剂后，可开发出性能优良的耐燃品级。PBT广泛应用于输出变压器骨架、高压包及点火器、电刷支架、电器开关、集电环、电动机外壳、电子设备外壳、电子设备风叶、电容器外壳、负载断路开关、微动按钮、发光管显示器、系列端子板、继电器、线圈骨架、接插件、电路插接器、集成电路基座、显像管座、吸尘器部件、电源适配器、灯插座、电话分配箱、电话按键等产品。电视机、收音机、收录机所用的线圈骨架、插接件、高压包等，均可采用PBT塑料制成。增强PBT可用于制作继电器和电容器外壳、微电机换向器的转子支架、护盖、刷架、可变电阻器的耐热部件、带焊片嵌件、电位器、耐焊性较好的开关外壳、电绝缘性良好的玻璃釉电位器以及选频电位器等。PBT/ASA具有低翘曲、外观优良、耐漏电痕迹性好、密度低等特点，可用于电子继电器、开关等产品。
增强PET适用于耐高温的白炽灯座、汽车灯座灯罩，要求耐热、化学稳定的印制电路底板，各类变压器和线圈骨架，以及继电器、硒整流器、电视机、半导体、录音机等零件和外壳。
5. 聚苯醚
聚苯醚（PPO）拥有一系列优异的力学性能，如热变形温度高（190℃）、使用温度范围广，同时具备优良的耐水解性、耐酸碱性及耐盐水性能，吸湿性低，抗蠕变性突出，尺寸稳定性好，电绝缘性能优良，且具有自熄性、无毒等特点。
改性PPO在家用电子电器元件中的应用包括无线电、电视、立体声元件、扬声器、电话和烟探测器罩的部件配线装置、电路开关盒、继电器开关底座、彩色电视机元件，以及电视机和无线电设备的外壳等。在工业用电子电器领域，改性PPO可用于制作插接件、线骨架、继电器、开关、继电器插座、调谐器零件、发光二极管、电容器、发动机和发电机罩、计时器和警报器的固定变压器外壳、插座等产品。
6. 聚苯硫醚
聚苯硫醚（PPS）在电子电气领域应用量极大，其中用于制造电器设备元件的用量占其总用量的60％～65％。聚苯硫醚具备优异的综合性能，尤其是在200℃的高温环境下，仍能保持良好的刚性和尺寸稳定性，且在高温、高频条件下拥有优良的电绝缘性能。
因此，聚苯硫醚特别适合制作电动机、发动机、电视机等电器的元件，以及高温、高频条件下工作的电器元件。其可用于制造高温、高压、高精度的电器元件，如高电压插座、端子板、插接件、变压器、阻流器、继电器中的骨架、H级各类绕线架、线圈管、开关、插座、电视频道旋钮、固态继电器、电动机转筒、电容器护罩、刷柄、磁传感器感应头、微调电容器、熔线支持件、接触断路器、印制基板、电路片支持物、电子零件、VTR零件、熨斗零件、电子零件洗涤处理器，以及热敏电阻、IC插座、IC和LS封装、电刷、电刷托架、启动器线圈、屏蔽罩等。增强聚苯硫醚制品可用于变压器骨架、线圈骨架，以及在受热条件下工作的管座和带有金属嵌件、薄壁的零部件。
7. 聚砜
在电子电气工业领域，聚砜（PSF）常用于制造电视机、收音机、电子计算机的集成线路板、印制电路底板、线圈管架、接触器、套架、电容薄膜、高性能碱电池外壳等，同时也可用于微波烤炉设备、咖啡加热器、湿润器、吹风机等产品的制造。
8. 聚酰亚胺
聚酰亚胺（PI）薄膜主要用作柔性印制电路板基材或电动机、电容器的绝缘材料，例如宇航用柔性印制电路板、电绝缘材料、电线电缆等。热塑性聚酰亚胺可用于制造电器的高温插座、插接件、印制电路板、计算机硬盘、集成电路晶片载流子等产品。
在电子电气工业领域，聚醚酰亚胺（PEI）材料制造的零部件应用广泛，包括强度高、尺寸稳定的连接件，普通及微型继电器外壳，电路板、线圈、反射镜，以及高精密度光纤元件等。值得关注的是，采用PEI替代金属制造光纤插接器，可优化元件结构，简化制造和装配流程，保持更精确的尺寸，进而使最终产品成本降低约40%。
9. 聚芳醚酮
聚芳醚酮（PAEK）具有良好的电绝缘性能，可用于制作电线和电缆的覆盖材料、插塞连接器、印制电路板、半导体晶片浇注架等产品。
聚醚醚酮（PEEK）作为C级绝缘材料，具备耐高温、高湿的特点，且可通过多种方式进行二次加工，因此在相关C级绝缘领域应用广泛，如绝缘薄膜、线圈骨架、印制电路板、高温插接件等。PEEK在电子行业中的一个独特应用是试制成功超纯水输送、储存设备，如管道、阀门、泵、容器等，目前已在日本等国的超大规模集成电路生产中得到推广应用。
聚醚酮（PEK）的分子结构中，醚键与酮基的比例低于PEEK，因此其熔点和玻璃化转变温度均高于PEEK，耐热性更优，长期使用温度可达250℃。与PEEK类似，PEK也常被用作电气连接器的主体，以最大限度减少热膨胀，同时提供有效的密封性和耐化学性，可用于制造高温接线柱、电缆插头、电池外壳等电子电器零件。
聚醚酮酮（PEKK）的主链中酮基含量高于PEEK，增加了主链的刚性，使其具备更高的耐温性（Tg=156℃）、极高的熔点（300℃-360℃，具体因产品规格而异），连续使用温度为250～260°C，短期暴露温度可高达300°C。此外，PEKK还具有高介电强度、高击穿电压、优异的耐化学性和耐腐蚀性，以及优良的阻燃性，且烟雾产生量少、烟毒性低。在电子电气领域，PEKK常用于制造电线被覆层、高温接插件等产品。
10. 液晶聚合物
液晶聚合物（LCP）是近年来发展最为迅速的高性能、新型结构特种工程塑料，具有高强度、高模量的特点，同时具备优良的耐热性、阻燃性、减振性和电绝缘性，因此在电子电气工业中的地位日益重要，发展速度加快，应用需求量持续增长。LCP在电子电气领域适用于制造各类插接件、开关、印制电路板、绕线圈、线圈架和线圈封装、集成电路和晶体管的封装成型品、录像机部件、继电器盒、传感器护套、微型电动机的换向器、电刷支架和制动器材等产品。
随着表面安装技术（SMT）和红外回流焊接技术为代表的高密度循环加工工艺的发展，对树脂的耐高温性能（需承受250℃以上高温）、制品的薄壁化、高强度、轻量化、微型化及高尺寸精度提出了更高要求，以降低光学畸变。LCP凭借其低熔流黏度、极小的成型收缩率、高温下优良的力学性能，以及对几乎所有化学品的惰性等优异特性，成为模塑精细高密度电气插接件（或接线盒）及其他复杂电子电气部件的首选材料。日本东丽公司开发的耐250℃高温的LCP，已应用于电器插头插接件、光盘拾音器等产品；美国Eastman化学公司开发的ThemxLG431型LCP，可通过精密注射成型制成电路板连接器、数据通信转接器和无线电插接器，适用于高性能电子插接件领域。
