Выбор термостойкого пластика

Если вы когда-либо оставляли контейнер для еды в микроволновой печи слишком долго, вы знаете, что некоторые пластмассы не очень хорошо переносят высокие температуры. В зависимости от типа контейнера вы можете хранить продукты с прошлой ночи в полипропилене (PP), поликарбонате (PC) или полиэтилене (PE), ни один из которых не отличается термостойкостью. Полипропилен, например, начинает терять прочность при 82 °C. Полиэтилен там лучше при 130 ° C, но даже так называемый «высокотемпературный» поликарбонат одобрен только до 140 ° C.

Как вы определяете горячий: Что такое термостойкий пластик?

Как указывает крошечный символ микроволновой печи на задней стороне этих контейнеров, каждый из только что перечисленных полимеров явно подходит для повторного нагрева остатков. Однако для высокотемпературных применений требуется что-то более надежное. Но что это значит, в точности? Другими словами: насколько жарко это жарко? Точный ответ зависит от требований приложения. Для целей этого проектного наконечника мы определяем значение выше 175 ° C.

Также мы хотим уточнить, что в большинстве случаев речь идет о рабочих температурах, а не о температурах, необходимых для плавления или кристаллизации полимера. Эта тема обсуждается в другом месте на нашем сайте. Мы также не обсуждаем огнезащитные свойства полимера. Как вы увидите, это важное свойство имеет мало общего с термостойкостью полимера.

Рассмотрим акрилонитрилбутадиенстирол, обычный пластик, который вы можете знать как АБС. Популярный среди сантехников и производителей игрушек, ABS имеет температуру размягчения по Вику-температуру, при которой материал теряет свою «стабильную форму»-около 104 ° C и температуру отклонения тепла всего 94 ° C. Добавление органического галогенированного соединения или другого огнестойкого соединения значительно снижает эти значения, хотя материал гораздо менее легковоспламеняющийся.

Тефлон®«Делает вещи лучше

Так что же представляют собой некоторые из этих высокотемпературных полимеров? Давайте начнем с политетрафторэтилена (PTFE), более известного под своим торговым названием Teflon.®. ПТФЭ был случайно обнаружен в компании DuPont в 1938 году и начинает терять свои свойства при температуре около 260 ° С. И, несмотря на вышеупомянутые характеристики огнестойкости, PTFE также имеет замечательный рейтинг V-0. Хотя пары химически стабильны и нетоксичны при более низких температурах, следует учитывать защиту от них, когда температура может превышать 350 ° C. Полимер является гидрофобным (водоотталкивающим) и имеет один из самых низких коэффициентов трения из любого пластика (что делает его чрезвычайно скользким). Он также обладает высокой устойчивостью к большинству кислот, растворителей и других агрессивных химических веществ.

PTFE часто используется в качестве покрытия для ковров и одежды, но его низкий коэффициент трения также делает его отличным выбором для таких компонентов, как блоки подшипников и корпуса. PTFE относительно мягкий и поэтому легко обрабатывается, но имеет более низкую стабильность размеров из-за его теплового расширения. Однако, поскольку он не течет при нагревании выше температуры плавления 327 ° C, его нельзя использовать в литье пластмасс под давлением или 3D-печати.

Производительность PEEK

Одним термостойким термопластом, который можно как подвергать механической обработке, так и литью под давлением, является полиэфиртеркетон (PEEK). С температурой плавления, близкой к температуре PTFE, PEEK сохраняет свои превосходные механические свойства при температурах 250 ° C или выше (до 300 ° C в течение коротких периодов). Он также устойчив к радиации, химическому воздействию и гидролизу. Последнее свойство означает, что PEEK можно стерилизовать в автоклаве. Это делает его идеальным для использования в спинальных имплантатах и фиксирующих устройствах в медицинской промышленности. Эти свойства также делают его пищевым полимером.

PEEK имеет хорошую диэлектрическую прочность и поэтому часто используется в качестве электрического изолятора в полупроводниковых приложениях. Он не такой «скользкий», как ПТФЭ, но все же имеет низкий коэффициент трения и очень износостойкий. Он часто используется в автомобильных уплотнениях, износостойких кольцах и опорных поверхностях. А благодаря высокому соотношению прочности к весу и другим физическим свойствам PEEK часто заменяет металлические сплавы в различных компонентах самолетов (при плотности 1,32 он имеет всего 1/5 веса стали (8) и составляет менее половины веса большинства алюминиевых сплавов (3). Как и PTFE, PEEK-очень особенный материал...

Остальные высокие температуры

То же самое верно для полифениленсульфида (PPS). Хотя он не может конкурировать с PEEK и PTFE с точки зрения тепловых свойств, он по-прежнему предлагает респектабельную рабочую температуру 220 ° C. Это термопласт, известный инженерам автомобильной промышленности и электротехнике как Ryton.®, Предлагает хорошее сочетание коррозионной стойкости, механической прочности и диэлектрических свойств. Он также течет довольно хорошоL во время литья пластмасс под давлением и имеет минимальную степень усадки. Это делает его хорошим выбором для использования в прецизионных электрических соединителях и аналогичных компонентах.

ППС не является кандидатом наCNC обрабатываемых деталей, Но ОППС есть. Полифенилсульфон (также известный как Radel®) Имеет работая температуру довольно близкую к этому из ППС, имеет подобные механические и электрические свойства, можно простерилизовать, и легок для того чтобы подвергнуть механической обработке. Он используется для оконных проемов в самолетах, ручек для хирургических инструментов и фитингов для горячей воды. Поскольку он соответствует требованиям FDA (как и другие упомянутые до сих пор полимеры), он подходит для прямого контакта с пищевыми продуктами.

Полиэфиримид (PEI), также известный как Ultem, аналогичен. PEI можно обрабатывать и подходит для литья под давлением и доступен в различных классах наполнения стекла (GF). При максимальной непрерывной рабочей температуре 171 ° C Ultem может не подходить для выпечки печенья, но это отличный полимер общего назначения для применений, требующих прочности, жесткости, устойчивости к растворителям и пламени, а также диэлектрических свойств.

Как насчет термостойких материалов для 3D-печати?

Другие известные высокотемпературные полимеры включают Vectra, тип жидкокристаллического полимера (LCP), обычно используемого в индустрии SMT (технология поверхностного монтажа). Он обладает отличными текучими свойствами, может производить детали с очень тонкими стенками и имеет рабочий диапазон до 240 ° C. Кроме того, существует PC/PBT, смесь поликарбоната и полибутилентерефталата, которая может выдерживать температуры до 130 ° C-не так хорошо, как описанные до сих пор аналоги, но все же с хорошим балансом между прочностью и атмосферостойкостью, особенно когда низкие температуры являются проблемой (например,-40 ° F, Что также составляет-40 ° C).

Теперь вы можете подумать: «Но как насчет3D печатные детали? Какие здесь есть варианты для высокотемпературных материалов? "Вам повезло. Главным среди них является керамическая усовершенствованная высокотемпературная стереолитографическая смола (PerFORM), которая может выдерживать температуру до 268 ° C после дополнительного процесса постотверждения. Это дает разработчикам возможность создавать прототипы прочных, жестких деталей для таких применений, как испытания в аэродинамической трубе, быстрая оснастка, электронные корпуса и многое другое. Аналогично, ПК-подобный Advanced High-Temp (Accura 5530) представляет собой полупрозрачный материал, который сочетает в себе оптическую четкость с хорошей термостойкостью. Как и поликарбонаты, используемые для обработанных и литьевых компонентов, Accura 5530 устойчив к воздействию воды, химикатов, огня и электричества.

Производственные соображения

Поскольку каждый из обсуждаемых здесь инженерных полимеров является одновременно прочным и стабильным, вам мало о чем беспокоиться с точки зрения проектирования для выполнимости. Некоторые из них более абразивны, чем другие, и требуют использования твердосплавных сверл и фрез, в то время как те, у кого очень высокие температуры плавления, могут потребовать некоторых корректировок процесса литья пластмасс под давлением. Однако, поскольку все они перечислены как стандартные материалы Richconn, вы получите обратную связь во время процесса онлайн-цитирования.

Мы рекомендуем вам ознакомиться с обширным списком данных материалов на нашем веб-сайте для получения более подробной информации. С более чем 140 полимерами и 30 типами эластомеров или жидких силиконов (LSR), некоторые из которых могут выдерживать довольно высокие температуры, несомненно, будут идеальным материалом для вашего следующего проекта. Если у вас есть вопросы, накажите нам. Наши инженеры-разработчики всегда доступны по телефону 86-0755-28025755 или sales@richconn.com.cn.