Τι είναι τα πλαστικά ανθεκτικά στη θερμότητα;

Τα πλαστικά χρησιμοποιούνται σχεδόν σε κάθε αγορά λόγω της ευκολίας κατασκευής τους, του χαμηλού κόστους και της ευρείας γκάμας κατασκευών. Πέρα από τα τυπικά πλαστικά γενικής χρήσης, υπάρχει μια κατηγορία εξελιγμένων πλαστικών που είναι ανθεκτικά στη θερμότητα.πλαστικά είδηπου μπορούν να αντέξουν σε επίπεδα θερμοκρασίας που δεν μπορούν. Αυτά τα πλαστικά χρησιμοποιούνται σε εξελιγμένες εφαρμογές όπου είναι απαραίτητος ένας συνδυασμός θερμικής αντοχής, μηχανικής αντοχής και σκληρής αντοχής. Αυτή η ανάρτηση θα διευκρινίσει τι είναι τα θερμοανθεκτικά πλαστικά και γιατί είναι τόσο πλεονεκτικά.

Τι είναι το ανθεκτικό στη θερμότητα πλαστικό;

Ένα πλαστικό ανθεκτικό στη θερμότητα είναι συνήθως οποιοσδήποτε τύπος πλαστικού που έχει θερμοκρασία συνεχούς χρήσης άνω των 150 °C (302 °F) ή προσωρινή αντοχή σε άμεση έκθεση 250 °C (482 °F) ή υψηλότερη. Με άλλα λόγια, το προϊόν μπορεί να αντέξει σε διαδικασίες σε θερμοκρασίες άνω των 150 °C και μπορεί να αντέξει σύντομες περιόδους σε θερμοκρασίες άνω των 250 °C. Εκτός από την αντοχή τους στη θερμότητα, αυτά τα πλαστικά έχουν συνήθως εκπληκτικές μηχανικές ιδιότητες που συχνά μπορούν να φτάσουν και αυτές των μετάλλων. Τα πλαστικά ανθεκτικά στη θερμότητα μπορούν να λάβουν τη μορφή θερμοπλαστικών, θερμοσκληρυνόμενων ή φωτοπολυμερών.

Τα πλαστικά αποτελούνται από μακριές μοριακές αλυσίδες. Όταν θερμαίνονται, οι δεσμοί μεταξύ αυτών των αλυσίδων καταστρέφονται, με αποτέλεσμα το προϊόν να ξεπαγώσει. Τα πλαστικά με μειωμένες θερμοκρασίες τήξης συνήθως αποτελούνται από αλειφατικούς δακτυλίους, ενώ τα πλαστικά υψηλής θερμοκρασίας αποτελούνται από αρωματικούς δακτυλίους. Στην περίπτωση των αρωματικών δακτυλίων, δύο χημικοί δεσμοί πρέπει να καταστραφούν (σε σύγκριση με τον μοναχικό δεσμό των αλειφατικών δακτυλίων) πριν διασπαστεί το πλαίσιο. Έτσι, είναι πιο δύσκολο να λιώσουν αυτά τα προϊόντα.

Εκτός από την υποκείμενη χημεία, η αντοχή στη θερμότητα των πλαστικών μπορεί να ενισχυθεί χρησιμοποιώντας συστατικά. Ένα από τα πιο συνηθισμένα πρόσθετα για την ενίσχυση της αντοχής στη θερμοκρασία είναι οι ίνες γυαλιού. Οι ίνες έχουν επίσης το πρόσθετο πλεονέκτημα της αύξησης της συνολικής στεγανότητας και της αντοχής του υλικού.

Υπάρχουν διάφορες τεχνικές για τον προσδιορισμό της αντοχής ενός πλαστικού στη θερμότητα. Οι πιο σημαντικές παρατίθενται εδώ:

• Επίπεδο Θερμοκρασίας Εκτροπής Θερμότητας (HDT) – Αυτή είναι η θερμοκρασία στην οποία το πλαστικό θα υποστεί φθορά σε προκαθορισμένες παρτίδες. Αυτό το μέτρο δεν λαμβάνει υπόψη τις πιθανές μακροπρόθεσμες επιπτώσεις στο προϊόν εάν η θερμοκρασία αυτή διατηρηθεί για παρατεταμένες χρονικές περιόδους.
• Θερμοκρασία Αλλαγής Γυαλιού (Tg) – Στην περίπτωση ενός άμορφου πλαστικού, η Tg περιγράφει τη θερμοκρασία στην οποία το υλικό μετατρέπεται σε ελαστικό ή ιξώδες.
• Θερμοκρασία Συνεχούς Χρήσης (CUT) – Καθορίζει τη βέλτιστη θερμοκρασία στην οποία το πλαστικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί συνεχώς χωρίς σημαντική καταστροφή των μηχανικών του βάσεων καθ' όλη τη διάρκεια ζωής του εξαρτήματος.

Γιατί να χρησιμοποιήσετε πλαστικά ανθεκτικά στη θερμότητα;

Τα πλαστικά χρησιμοποιούνται ευρέως. Ωστόσο, γιατί να χρησιμοποιήσει κάποιος πλαστικά για εφαρμογές υψηλής θερμοκρασίας όταν οι χάλυβες μπορούν συχνά να εκτελέσουν τα ίδια χαρακτηριστικά σε πολύ ευρύτερα θερμοκρασιακά εύρη; Ακολουθούν μερικοί λόγοι για τους οποίους:

1. Χαμηλότερο βάρος – Τα πλαστικά είναι ελαφρύτερα από τα μέταλλα. Ως εκ τούτου, είναι εξαιρετικά για εφαρμογές στις αγορές οχημάτων και αεροδιαστημικής που βασίζονται σε ελαφριά στοιχεία για την ενίσχυση της γενικής αποτελεσματικότητας.
2. Αντοχή στη σκουριά – Ορισμένα πλαστικά έχουν πολύ καλύτερη αντοχή στη σκουριά από τους χάλυβες όταν εκτίθενται σε μια μεγάλη ποικιλία χημικών ουσιών. Αυτό μπορεί να είναι απαραίτητο για εφαρμογές που περιλαμβάνουν τόσο θερμότητα όσο και σκληρές ατμόσφαιρες, όπως αυτές που βρίσκονται στη χημική βιομηχανία.
3. Ευελιξία στην Κατασκευή – Τα πλαστικά εξαρτήματα μπορούν να κατασκευαστούν χρησιμοποιώντας τεχνολογίες παραγωγής μεγάλου όγκου, όπως η χύτευση με έγχυση. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα εξαρτήματα που είναι λιγότερο δαπανηρά ανά μονάδα από τα αντίστοιχα μεταλλικά εξαρτήματα που έχουν υποστεί κατεργασία με CNC. Τα πλαστικά εξαρτήματα μπορούν επίσης να κατασκευαστούν χρησιμοποιώντας τρισδιάστατη εκτύπωση, η οποία επιτρέπει πολύπλοκες διατάξεις και μεγαλύτερη ευελιξία σχεδιασμού από ό,τι θα μπορούσε να επιτευχθεί με τη χρήση κατεργασίας CNC.
4. Μονωτής – Τα πλαστικά μπορούν να λειτουργήσουν τόσο ως θερμικοί όσο και ως ηλεκτρικοί μονωτές. Αυτό τα καθιστά ιδανικά σε περιπτώσεις όπου η ηλεκτρική αγωγιμότητα μπορεί να προκαλέσει ζημιά σε ευαίσθητες ηλεκτρονικές συσκευές ή όπου οι θερμότητες μπορούν να επηρεάσουν αρνητικά τη λειτουργία των εξαρτημάτων.

Είδη πλαστικών ανθεκτικών σε υψηλές θερμοκρασίες

Υπάρχουν 2 κύριες ομάδες θερμοπλαστικών - συγκεκριμένα τα άμορφα και τα ημικρυσταλλικά πλαστικά. Τα ανθεκτικά στη θερμότητα πλαστικά μπορούν να εντοπιστούν σε καθεμία από αυτές τις ομάδες, όπως φαίνεται στον αριθμό 1 που αναφέρεται παρακάτω. Η κύρια διαφορά μεταξύ αυτών των 2 είναι η δράση τήξης τους. Ένα άμορφο προϊόν δεν έχει ένα συγκεκριμένο σημείο τήξης, αλλά μάλλον μαλακώνει αργά καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία. Ένα ημικρυσταλλικό υλικό, συγκριτικά, έχει ένα εξαιρετικά απότομο σημείο τήξης.

Παρακάτω παρατίθενται ορισμένα προϊόντα που προσφέρονται απόDTGΚαλέστε έναν εκπρόσωπο της DTG εάν χρειάζεστε ένα λεπτομερές προϊόν που δεν αναφέρεται εδώ.

Πολυαιθεριμίδιο (PEI).

Αυτό το υλικό είναι κοινώς γνωστό με την εμπορική του ονομασία Ultem και είναι ένα άμορφο πλαστικό με εξαιρετικές θερμικές και μηχανικές ιδιότητες. Είναι επίσης ανθεκτικό στη φλόγα ακόμη και χωρίς κανένα συστατικό. Ωστόσο, πρέπει να ελέγχεται η ιδιαίτερη αντοχή στη φλόγα στο φύλλο δεδομένων του προϊόντος. Η DTG παρέχει δύο ποιότητες πλαστικών Ultem για τρισδιάστατη εκτύπωση.

Πολυαμίδιο (PA).

Το πολυαμίδιο, το οποίο είναι επίσης γνωστό με την εμπορική ονομασία Nylon, έχει εξαιρετικά ανθεκτικά στη θερμότητα υλικά, ειδικά όταν συνδυάζεται με συστατικά και υλικά πλήρωσης. Επιπλέον, το νάιλον είναι εξαιρετικά ανθεκτικό στην τριβή. Η DTG παρέχει μια ποικιλία από ανθεκτικά στη θερμοκρασία νάιλον με πολλά διαφορετικά υλικά πλήρωσης, όπως φαίνεται παρακάτω.

Φωτοπολυμερή.

Τα φωτοπολυμερή είναι ξεχωριστά πλαστικά που πολυμερίζονται μόνο υπό την επίδραση μιας εξωτερικής πηγής ενέργειας, όπως η υπεριώδης ακτινοβολία ή ένας συγκεκριμένος οπτικός μηχανισμός. Αυτά τα υλικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή υψηλής ποιότητας τυπωμένων εξαρτημάτων με περίπλοκες γεωμετρίες που δεν είναι δυνατές με άλλες τεχνολογίες κατασκευής. Στην κατηγορία των φωτοπολυμερών, η DTG προσφέρει δύο πλαστικά ανθεκτικά στη θερμότητα.