پلاستیک‌ها به دلیل راحتی تولید، قیمت ارزان و طیف گسترده‌ای از ساختمان‌ها، عملاً در هر بازاری مورد استفاده قرار می‌گیرند. علاوه بر پلاستیک‌های معمولی، دسته‌ای از پلاستیک‌های پیشرفته مقاوم در برابر حرارت نیز وجود دارند.پلاستیک‌هاکه می‌تواند در برابر سطوح دمایی که نمی‌توانند، مقاومت کند. این پلاستیک‌ها در کاربردهای پیچیده‌ای استفاده می‌شوند که در آنها ترکیبی از مقاومت حرارتی، مقاومت مکانیکی و مقاومت در برابر سختی ضروری است. این پست توضیح می‌دهد که پلاستیک‌های مقاوم در برابر حرارت چیستند و چرا اینقدر مفید هستند.
پلاستیک مقاوم در برابر حرارت چیست؟
پلاستیک مقاوم در برابر حرارت معمولاً به هر نوع پلاستیکی گفته می‌شود که دمای استفاده مداوم آن بالای ۱۵۰ درجه سانتیگراد (۳۰۲ درجه فارنهایت) یا مقاومت موقت در برابر قرار گرفتن در معرض حرارت ۲۵۰ درجه سانتیگراد (۴۸۲ درجه فارنهایت) یا بیشتر باشد. به عبارت دیگر، این محصول می‌تواند فرآیندهایی را در دمای بالای ۱۵۰ درجه سانتیگراد تحمل کند و می‌تواند در مدت زمان کوتاهی در دمای ۲۵۰ درجه سانتیگراد یا بالاتر دوام بیاورد. این پلاستیک‌ها علاوه بر مقاومت حرارتی، معمولاً دارای خواص مکانیکی فوق‌العاده‌ای هستند که اغلب می‌توانند با خواص فلزات نیز برابری کنند. پلاستیک‌های مقاوم در برابر حرارت می‌توانند به شکل ترموپلاستیک، ترموست یا فوتوپلیمر باشند.
پلاستیک‌ها از زنجیره‌های مولکولی طولانی تشکیل شده‌اند. هنگام گرم شدن، پیوندهای بین این زنجیره‌ها آسیب می‌بینند و باعث می‌شوند محصول ذوب شود. پلاستیک‌هایی که دمای ذوب پایین‌تری دارند معمولاً از حلقه‌های آلیفاتیک تشکیل شده‌اند در حالی که پلاستیک‌های با دمای بالا از حلقه‌های معطر تشکیل شده‌اند. در مورد حلقه‌های معطر، قبل از اینکه چارچوب از هم بپاشد، باید دو پیوند شیمیایی (در مقایسه با پیوند انفرادی حلقه‌های آلیفاتیک) آسیب ببینند. بنابراین، ذوب کردن این محصولات دشوارتر است.
علاوه بر شیمی پایه، مقاومت حرارتی پلاستیک‌ها را می‌توان با استفاده از مواد تشکیل‌دهنده افزایش داد. یکی از رایج‌ترین افزودنی‌ها برای افزایش مقاومت حرارتی، الیاف شیشه است. این الیاف همچنین دارای مزیت افزایش استحکام کلی و دوام مواد هستند.
روش‌های مختلفی برای شناسایی مقاومت حرارتی پلاستیک وجود دارد. مهم‌ترین آنها در اینجا فهرست شده‌اند:
- سطح دمای انحراف حرارتی (HDT) - این دمایی است که در آن پلاستیک تحت یک سری از پیش تعریف شده دچار نقص می‌شود. این معیار، اثرات بلندمدت احتمالی بر روی محصول را در صورت حفظ آن دما برای مدت زمان طولانی در نظر نمی‌گیرد.
- دمای تغییر شیشه (Tg) - در مورد پلاستیک آمورف، Tg دمایی را توصیف می‌کند که در آن ماده به حالت لاستیکی یا چسبناک تبدیل می‌شود.
- دمای استفاده مداوم (CUT) - دمای بهینه‌ای را مشخص می‌کند که در آن پلاستیک می‌تواند به طور مداوم و بدون آسیب قابل توجه به اجزای مکانیکی خود در طول عمر طراحی قطعه، مورد استفاده قرار گیرد.
چرا از پلاستیک‌های مقاوم در برابر حرارت استفاده کنیم؟
پلاستیک‌ها به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این حال، چرا باید از پلاستیک برای کاربردهای دما بالا استفاده کرد در حالی که فولادها اغلب می‌توانند همان ویژگی‌ها را در دماهای بسیار وسیع‌تر ارائه دهند؟ در اینجا چند دلیل وجود دارد که چرا:
- وزن کمتر - پلاستیک‌ها از فلزات سبک‌تر هستند. از این رو برای کاربردهایی در بازار خودرو و هوافضا که برای افزایش اثربخشی عمومی به عناصر سبک وزن متکی هستند، عالی هستند.
- مقاومت در برابر زنگ‌زدگی - برخی از پلاستیک‌ها در برابر طیف وسیعی از مواد شیمیایی، مقاومت بسیار بهتری نسبت به فولادها در برابر زنگ‌زدگی دارند. این ویژگی می‌تواند برای کاربردهایی که شامل گرما و جوهای خشن مانند صنایع شیمیایی هستند، ضروری باشد.
- انعطاف‌پذیری در تولید - قطعات پلاستیکی را می‌توان با استفاده از فناوری‌های تولید با حجم بالا مانند قالب‌گیری تزریقی ساخت. این امر منجر به تولید قطعاتی می‌شود که در مقایسه با نمونه‌های فلزی فرزکاری شده با CNC، هزینه کمتری در هر واحد دارند. قطعات پلاستیکی را می‌توان با استفاده از چاپ سه‌بعدی نیز ساخت که امکان طرح‌بندی‌های پیچیده و انعطاف‌پذیری طراحی بهتری را نسبت به ماشینکاری CNC فراهم می‌کند.
- عایق - پلاستیک‌ها می‌توانند هم به عنوان عایق حرارتی و هم به عنوان عایق الکتریکی عمل کنند. این امر آنها را در مواردی که رسانایی الکتریکی ممکن است به دستگاه‌های الکترونیکی حساس آسیب برساند یا گرما می‌تواند بر عملکرد اجزا تأثیر منفی بگذارد، ایده‌آل می‌کند.
انواع پلاستیک‌های مقاوم در برابر دمای بالا
دو گروه اصلی از ترموپلاستیک‌ها وجود دارد - یعنی پلاستیک‌های آمورف و نیمه‌کریستالی. پلاستیک‌های مقاوم در برابر حرارت را می‌توان در هر یک از این گروه‌ها یافت، همانطور که در شماره ۱ در زیر نشان داده شده است. تفاوت اصلی بین این دو، عملکرد ذوب آنهاست. یک ماده آمورف نقطه ذوب دقیقی ندارد، اما با افزایش دما به آرامی نرم می‌شود. در مقابل، یک ماده نیمه‌کریستالی نقطه ذوب بسیار تیزی دارد.
در زیر برخی از محصولات ارائه شده از ... ذکر شده استدی تی جیاگر به محصول خاصی نیاز دارید که در اینجا ذکر نشده است، با نماینده DTG تماس بگیرید.
پلی اتریمید (PEI).
این ماده معمولاً با نام تجاری Ultem شناخته می‌شود و یک پلاستیک آمورف با ساختار حرارتی و مکانیکی استثنایی است. همچنین حتی بدون هیچ ماده‌ای در برابر شعله مقاوم است. با این حال، مقاومت خاص در برابر شعله باید در برگه اطلاعات محصول بررسی شود. DTG دو نوع پلاستیک Ultem را برای چاپ سه بعدی ارائه می‌دهد.
پلی‌آمید (PA).
پلی‌آمید که با نام تجاری نایلون نیز شناخته می‌شود، مقاومت حرارتی فوق‌العاده‌ای دارد، به خصوص هنگامی که با مواد پرکننده و پرکننده ترکیب شود. علاوه بر این، نایلون در برابر سایش بسیار مقاوم است. DTG انواع نایلون‌های مقاوم در برابر دما را با مواد پرکننده مختلف ارائه می‌دهد، همانطور که در زیر نشان داده شده است.
فوتوپلیمرها
فوتوپلیمرها پلاستیک‌های متمایزی هستند که فقط تحت تأثیر یک منبع انرژی خارجی مانند نور UV یا یک مکانیسم نوری خاص پلیمریزه می‌شوند. از این مواد می‌توان برای تولید قطعات چاپ شده با کیفیت بالا و هندسه‌های پیچیده که با سایر فناوری‌های تولیدی امکان‌پذیر نیست، استفاده کرد. در دسته فوتوپلیمرها، DTG دو پلاستیک مقاوم در برابر حرارت ارائه می‌دهد.
زمان ارسال: ۲۸ آگوست ۲۰۲۴
