Hvad er varmebestandige plasttyper?

Plast anvendes på stort set alle markeder på grund af deres nemme fremstilling, billige pris og brede vifte af bygninger. Ud over typiske råplasttyper findes der en klasse af sofistikerede varmebestandigeplastikder kan modstå temperaturer, som ikke kan. Disse plasttyper anvendes i sofistikerede applikationer, hvor en kombination af varmebestandighed, mekanisk styrke og hård modstandsdygtighed er afgørende. Dette indlæg vil forklare, hvad varmebestandige plasttyper er, og hvorfor de er så fordelagtige.

Hvad er varmebestandig plastik?

Varmebestandig plast er typisk enhver type plast, der har en kontinuerlig brugstemperatur på over 150 °C (302 °F) eller en midlertidig direkte eksponeringsmodstand på 250 °C (482 °F) eller mere. Med andre ord kan produktet modstå processer ved over 150 °C og kan modstå korte perioder ved eller over 250 °C. Udover deres varmebestandighed har disse plasttyper ofte fremragende mekaniske egenskaber, der ofte også kan matche metallers. Varmebestandige plasttyper kan have form af termoplast, termohærdende plast eller fotopolymerer.

Plast består af lange molekylkæder. Når de opvarmes, beskadiges bindingerne mellem disse kæder, hvilket får produktet til at tø op. Plast med lave smeltetemperaturer består normalt af alifatiske ringe, hvorimod højtemperaturplast består af duftende ringe. I tilfælde af duftende ringe skal to kemiske bindinger brydes (sammenlignet med alifatiske ringes enkeltbinding), før strukturen brydes ned. Derfor er det sværere at smelte disse produkter.

Ud over den underliggende kemi kan plastikkens varmebestandighed forbedres ved hjælp af ingredienser. Et af de mest almindelige tilsætningsstoffer til forbedring af temperaturbestandigheden er glasfiber. Fibrene har også den ekstra fordel, at de øger den samlede tæthed og materialets holdbarhed.

Der findes forskellige teknikker til at bestemme plastiks varmebestandighed. De mest væsentlige er anført her:

• Varmeafbøjningstemperaturniveau (HDT) – Dette er den temperatur, hvor plast vil briste under et foruddefineret parti. Dette mål tager ikke højde for de potentielle langsigtede virkninger på produktet, hvis denne temperatur opretholdes i længere perioder.
• Glasændringstemperatur (Tg) – I tilfælde af amorf plast beskriver Tg den temperatur, hvor materialet omdannes gummiagtigt eller viskøst.
• Kontinuerlig brugstemperatur (CUT) – Angiver den optimale temperatur, hvor plast kan anvendes konstant uden væsentlig ødelæggelse af dets mekaniske egenskaber i løbet af delens designlevetid.

Hvorfor skal man bruge varmebestandige plasttyper?

Plastik anvendes i vid udstrækning. Men hvorfor skulle man bruge plast til højtemperaturapplikationer, når stål ofte kan udføre de samme egenskaber over meget bredere temperaturintervaller? Her er nogle grunde til det:

1. Lavere vægt – Plastik er lettere end metaller. De er derfor fremragende til anvendelser inden for køretøjs- og luftfartsmarkederne, der er afhængige af letvægtselementer for at forbedre den generelle effektivitet.
2. Rustbestandighed – Nogle plasttyper har en langt bedre rustbestandighed end stål, når de udsættes for en bred vifte af kemikalier. Dette er vigtigt for anvendelser, der involverer både varme og barske miljøer, som f.eks. i den kemiske industri.
3. Produktionsfleksibilitet – Plastkomponenter kan fremstilles ved hjælp af store produktionsteknologier som sprøjtestøbning. Dette resulterer i dele, der er billigere pr. enhed end deres CNC-fræsede metalmodstykker. Plastdele kan også fremstilles ved hjælp af 3D-printning, hvilket muliggør komplekse layouts og bedre designfleksibilitet end ved CNC-bearbejdning.
4. Isolator – Plast kan fungere både som termiske og elektriske isolatorer. Dette gør dem ideelle, hvor elektrisk ledningsevne kan beskadige følsomme elektroniske enheder, eller hvor varme kan påvirke komponenternes funktion negativt.

Typer af højtemperaturbestandige plasttyper

Der er to hovedgrupper af termoplast – nemlig amorfe og semikrystallinske plasttyper. Varmebestandige plasttyper findes i hver af disse grupper, som vist i nummer 1 nedenfor. Den primære forskel mellem disse to er deres smelteegenskaber. Et amorft materiale har ikke et præcist smeltepunkt, men blødgøres ret langsomt, når temperaturen stiger. Et semikrystallinsk materiale har til sammenligning et meget skarpt smeltepunkt.

Nedenfor er nogle produkter, der tilbydes fraDTGRing til en DTG-agent, hvis du har brug for et detaljeret produkt, der ikke er nævnt her.

Polyetherimid (PEI).

Dette materiale er almindeligvis kendt under handelsnavnet Ultem og er en amorf plast med exceptionelle termiske og mekaniske egenskaber. Det er også flammehæmmende, selv uden ingredienser. Imidlertid skal den specifikke flammemodstand kontrolleres på produktets datablad. DTG leverer to kvaliteter af Ultem-plast til 3D-printning.

Polyamid (PA).

Polyamid, der også er kendt under handelsnavnet nylon, har fremragende varmebestandighed, især når det kombineres med ingredienser og fyldmaterialer. Derudover er nylon ekstremt slidstærkt. DTG tilbyder en række temperaturbestandige nyloner med mange forskellige fyldmaterialer som vist nedenfor.

Fotopolymerer.

Fotopolymerer er forskellige plasttyper, der kun polymeriseres under påvirkning af en ekstern energikilde som UV-lys eller en specifik optisk mekanisme. Disse materialer kan bruges til at producere trykte dele af høj kvalitet med komplicerede geometrier, der ikke er mulige med andre produktionsteknologier. Inden for kategorien fotopolymerer tilbyder DTG to varmebestandige plasttyper.