第38卷第4期2010年4月塑料工业CHINAPLASTICSINDUSTRY过流／过热保护用高分子热敏电阻郭熙桃，宁凯军(1．华南理T大学丁业技术研究总院，广东广州510640；2．金发科技股份有限公司，广东广州510520)摘要：在介绍高分子热敏电阻(PPTC)性质、组成及工作原理的基础上，分析了PPTC较其他几种电流保护装置的优势，并指出了PPTC的应用现状及发展方向。关键词：PPTC；原理；应用与发展中图分类号：TQ320．79文献标识码：A文章编号：1005—5770(2010)04—0007—03PPTCfl0rtheProtectionAgainstOver-currentandOver-heatGUOXi—tao，NINGKai-jun(1．IndustrialTechnologyResearchInstitute，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，China；2．Kin出Sci．&Tech．Co．，Ltd．，Guangzhou510520，China)Abstract：Onthebasisofthepropertiesintroduction，compositionandworkingprincipleofPC，theadvantageofPPTCwasanalyzedbycomparingwithothercurrentprotector．alsotheapplicationanddevelop—mentofPPTCwerepointedout．Keywords：PPrC；Pnnciple；ApplicationandDevelopment高分子热敏电阻主要是以经过特殊处理的聚合物树脂(Polymer)为基体，掺入导体而构成，由于具有正温度系数(PositiveTemperatureCoeficient)效应，而简称为PFFC。PPTC是由美国瑞侃Raychem公司(现被泰科Tyco收购)发明的，Tyco公司一直占领着该领域的技术制高点，所有的新技术都是由Tyco开发的_1J。到现在为止，Tyco占领80％的市场份额。其他生产商包括美国柏恩氏Bourns公司、台湾聚鼎公司、美国littlefuse公司、台湾陆海、台湾宝电通、韩国Shinwha、韩国Ceratech，国内主要生产厂家是上海维安、顺安。1PPTC性质、组成及原理j1．1PPTC性质PPTC最典型的性质是非线性PTC效应，所谓PTC效应，是指当温度上升时，材料电阻值增大，所有具有类似金属特性的导体就有正温度系数的电阻值。非线性PTC效应是指经过相变的材料会呈现出电阻在狭窄温度范围内急剧增加几个至十几个数量级的现象，如图1所示。1．2PPTC组成由于PPTC性质，即PTC效应是判别其作为过流保护用热敏电阻好坏的主要依据，而PTC效应又与PC组成有着内在的联系，因而对PI~FC组成的选择就成为开发PPTC组件的关键。籁蕾温度／℃图1温度一电阻关系曲线Fig1Relationshipoftemperatureandresistance基体树脂据报道，在相同的体系，如果基体的结晶度高，晶体的尺寸大，结晶完善，则形成连续导电通路所需要的导电填料用量较少，临界渗渝值也就越低，在填料用量相等的情况下，材料的导电性就越强，PTC效应显著。从这点出发，基体树脂的结晶性质就成为选择基体树脂的重要依据。研究发现，PTC强度正比于几种材料的结晶度，按照结晶度的大小，PTC强度依次为Nylonl2>Nylonl1>PVDF>聚酯>缩醛树脂。导体作为PPTC材料的导体有多种，常用的如作者简介：郭熙桃，男，博士，副研究员，研究方向为高分子材料成型加工及功能化。xtguo@scut．edu．cn金属粉、VO、VO、BATiO，、炭纤维、炭黑等。2006年，美国Raychem公司成功解决镍粉易氧化问题，采用镍粉来做填料，推出低的室温电阻用Pc，现在比亚迪80％的锂电池产品都已经采用这种新型的PPrrc，事实上，以后的所有的高端电池应用都会采用这种PPTC。1．3PPTC工作原理PPTC组件主要是由聚合物及导电填料所组成，在正常的操作温度下，聚合物紧密地将导体束缚在结晶状的结构内，而形成一条低阻抗的导电通路，如图2所示。因为阻抗相当的低，所以线路上流经PPTC组件的电流所产生的热能小，不会改变聚合物的晶体结构。然而当异常电流发生，导体上所产生的热能便会将聚合物由结晶态变成无定形态，体积膨胀，在此种情况下，导电通路被挤开，导致阻抗迅速提高而限制异常电流流过PtrI'C组件。当异常电流消失后，导体通路又会再度结合成为低阻抗。PPTC由于具有类似金属的正温度系数电阻特性，因而极为适合用作过流保护器件，其使用方法像普通保险丝一样，通常被串联在电路中(如图3所示)，交直流均可，其封装形式有插件、滚动条、芯片、盘片机表贴等。电极导电通路不导电的聚合物基体导电通路图2PPTc工作原理Fig2PrincipleofPPTC图3PPTc工作电...
