许多工程师、材料商与使用者，最常听到也最怕听到的就是"最高操作环境温度(MOT)"或者是"额定温度(Temperature rating, Temperature Index)"，因为这个数值几乎可以说是决定一个材料、组件甚至是产品命运的唯一因素，如果产品在进行安全测试时所得到的操作环境温度高于这一个数值时，几乎就只剩下三条路："换料"、"改设计"或是"进行 LTTA测试"了。"换料"或"设计"很容易了解但不容易进行，因为复杂的产品通常都是牵一发而动全身，那么"进行LTTA测试"又如何呢？

什么是"LTTA"？"LTTA"与"额定温度"、"MOT"与"RTI"的关系是如何？
LTTA(Long Term Thermal Aging)指的就是"长时间老化测试"，是UL所有测试中费时最久但却也是最基础的测试项目，大多是针对聚合物材料的特性而进行评估，如覆铜箔基板、工程塑料等。此外LTTA有时也会用于系统整体特性评估，如绝缘系统等等。简而言之，LTTA是一种以大约5,000至10,000小时的"加速"热老化结果，推断待测物之指定特性半衰期在100,000小时之起始操作温度的测试方法。而所谓"额定温度"则是指LTTA所定出的起始操作温度。

"RTI"则是指聚合物材料的"额定温度"，其虽然也由"LTTA"所决定，但因为聚合物材料的用途很多，如电、热、外力的绝缘，所以在未预设用途的前提下，聚合物材料因此而具有不同特性的"RTI"值。

MOT"则比较偏向于在已知用途的情况下，对材料组件组合成系统所生的限制；换言之也就是针对整个系统的整体评估与限制。虽然就热力学的观点，在材料组件组合成系统时应该符合加成定律，但实际上理想系统几乎不存在，所以由于实际上已经存在的限制 UL 仍然必须对组合后的系统进行测试，同时为了"安全"起见，即使组合后的系统存在正偏差或是不严重的负偏差， UL 均会在每个相关标准标示出"MOT 不可高于系统内任何一个组件以及任何一个相关特性的额定温度数值"。举例来说，"FR-4"电路板基材在叠合厚度为 0.63 mm 时的电气特性，其额定温度为 130℃ ，而机械特性的额定温度为 140℃ ，在与铜箔贴合后，虽然铜箔本身并没有额定温度，所以铜箔基板的"MOT"最高只能为 130℃ ，但是组合后之额定温度也有可能通过以"MOT"假想温度为 140℃ 的相关测试，不过这些额定温度会因为每间制造商的能力与材质搭配间的微妙差异，产生在测试时的部分温度差，甚至有时候有的材料商或材料组合，在测试时连 120℃ 的"MOT"都达不到呢！

为何要进行"LTTA"？
UL所评估的是一般民用消费所使用的电器用品，在廿世纪中期的工业发展并不如今日迅速的情况下，消费者在购买时除了安全因素的考虑外，最重要的是产品的耐用性，如电视、电饭锅、电冰箱甚至是收录音机等，这些产品通常在使用年限上的设定至少为十年，也有长至三十年的，因此产品若长期在温度、紫外线催化下，用于绝缘、包装或是支撑的聚合物材料均会开始产生裂解现象，而这些绝缘劣化、脆化或是软化的现象都会造成产品在使用上的危险。为避免此情况发生，唯有进行"LTTA"试验，通过上述各种情况的长时间模拟检测，才可以决定材料在长时间使用的极限安全温度与使用环境。

"LTTA"与一般的安全测试有何不同？
"LTTA"与一般安全性或是功能性测试的概念与方法几乎可以说是完全不同，其特别处在于"LTTA"并不像安全性测试一样有预设测试截止时间，也不像功能性测试有可用于比较的预设测试条件限制。LTTA所要观察的是三个变量"时间、温度、特性"之间的关系，因为控制变因的设计，使得"LTTA"不太像是一种测试，反而比较像是实验，所以"LTTA"是根据这三个变量来进行设计与观察，从而得出变量之间的理化关系式。

"什么材料需要进行"LTTA"？
一般来说，因为单一元素材料如铁、铝、硅等属于单原子分子，在高温时会因为分子间的键能下降，材料特性会有改变，但在恢复常温时，除了原先成型的内应力消除所造成的影响之外，并不会有产生材质劣化的情况发生。

对于合金材料系统而言，虽然在升降温度条件不同的情况下，所造成的热力学效应会造成材料特性的差异，但是严格说来，这些特性的变化是可逆的，与操作程序密切相关，因此这些产品差异的现象不能单视为温度的因素所引起的劣化。

再如陶瓷等其它无机低分子量材料，材料的特性大多来自于单一的分子构成，分子内的键结能量高，其烧结 (分子重排) 或是裂解温度大多高于 1000℃，就热力学上的反应机构而言，低于反应自由能温度的状态下，即使在长时间的作用下，也无法促使反应的发生，而1000℃ 的操作温度，却是一般民生消费产品几乎达不到的温度。

最后是"有机聚合物"。无论是热塑性、热固性或是弹性的有机聚合物材料，均为分子大小不同、结构不同以及聚合度不一的高分子所混合而成。材料的特性会与混合的分子结构、分子量分布、分子量大小有相当大的关联。虽然因为分子间结合力不强最容易加工，但也因此最容易产生裂解现象，此外由于聚合反应大多属于可逆与复杂的反应，并且由于在聚合反应过程中单体的存在，也易于逆向裂解反应的进行。

因此，"有机聚合物"材料或是含有有机聚合物材料的系统，就是"LTTA"所必须评估的对象。

"LTTA"是如何进行的？
"LTTA"的进行方式与观测放射性元素衰变的观念很像，主要是观察受测材料因温度、时间而产生特性衰变的情况，不过测试本身并不在高温下进行，主要也是因为避免温度对仪器所造成的影响，而是让受测材料在指定温度和时间下进行测试，待测试后再将材料冷却至室温，再进行相同的测试，以观察其特性的衰减情况。

类似于放射性元素的衰变，在不加入反应物或是其它影响裂解因素的理论情况下，裂解反应的速率仅与温度与时间有关，与反应物的浓度无关，虽然实际的情况并非如此单纯，在简化评估的要求下，为了找出"半衰期为 100,000 小时的起始温度"，可以采"固定时间、变化温度"(也就是所谓的 Fix Time Frame Method, FTFM) 或是「固定温度、变化时间」(也就是常听到的 Fix Temp) 的方法来进行测试。之后再从每一组温度与时间的关系中，找出某个温度下的半衰期，再根据温度与半衰期的关系，外推至指定半衰期的温度。

什么是控制组样品？
控制组材料，是指利用两组材料来进行比对测试。一般来说即使同一种材料在不同时间、使用不同设备及测试参数的情况下进行测试，也不一定会取得相同的数据。如果不同的材料又在不同的参数下分别进行测试时，测试数据之间的可比性或所谓的相关性就会降低，如此一来，经过仿真、简化之后的测试，其测试数据的实质意义就会变得更差了。

就数据分析的角度而言，单独材料测试的结果，仅能取得误差值，如果能够参考标准品，就可以取得偏差值了。"LTTA"所要求的，就是待测物的安全性，这是一项可供比较的结果，而非测试本身的精确度。因此，如果引入控制组材料，就可以利用控制组材料在不同时空条件下，将所测试得到相对偏差的结果，带入待测材料的数据作适当的偏差修正，因而取得待测材料真正与原始控制材料的差异。

"LTTA"是一项相当专业且应用广泛的测试流程，除了上述几项简单的观念外，还有许多理论与实验中的专业技术存在，若想了解更多相关信息，敬请参考 UL 746B-Long Term Properties 及 UL 746A-Short Term Properties。

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