Que sont les plastiques résistants à la chaleur ?

Les plastiques sont utilisés sur pratiquement tous les marchés en raison de leur commodité de fabrication, de leur faible coût et de leur large gamme de bâtiments. Au-delà des plastiques classiques, il existe une classe de matériaux sophistiqués résistants à la chaleur.plastiquesqui peut résister à des niveaux de température qui ne le peuvent pas. Ces plastiques sont utilisés dans des applications sophistiquées où un mélange de résistance à la chaleur, de résistance mécanique et de résistance aux rigueurs est essentiel. Cet article clarifiera ce que sont les plastiques résistants à la chaleur et pourquoi ils sont si avantageux.

Qu’est-ce que le plastique résistant à la chaleur ?

Un plastique résistant à la chaleur est généralement tout type de plastique qui a un niveau de température d'utilisation continue supérieur à 150 °C (302 °F) ou une résistance à l'exposition directe temporaire de 250 °C (482 °F) ou plus. En d’autres termes, le produit peut supporter des procédures à plus de 150 °C et peut supporter de brefs séjours à 250 °C ou plus. Outre leur résistance à la chaleur, ces plastiques ont généralement des propriétés mécaniques phénoménales qui peuvent souvent égaler celles des métaux. Les plastiques résistants à la chaleur peuvent prendre la forme de thermoplastiques, de thermodurcissables ou de photopolymères.

Les plastiques sont constitués de longues chaînes moléculaires. Lorsqu'elles sont chauffées, les liaisons entre ces chaînes sont endommagées, provoquant la décongélation du produit. Les plastiques à température de fusion réduite sont généralement constitués d'anneaux aliphatiques, tandis que les plastiques à haute température sont constitués d'anneaux parfumés. Dans le cas des anneaux parfumés, deux liaisons chimiques doivent être endommagées (par rapport à la liaison solitaire des anneaux aliphatiques) avant que la charpente ne se brise. Il est donc plus difficile de faire fondre ces produits.

En plus de la chimie sous-jacente, la résistance à la chaleur des plastiques peut être améliorée à l’aide d’ingrédients. Parmi les additifs les plus courants pour améliorer la résistance aux températures figurent la fibre de verre. Les fibres ont également l’avantage supplémentaire d’augmenter l’étanchéité totale et la résistance du matériau.

Il existe différentes techniques pour identifier la résistance thermique d'un plastique. Les plus conséquents sont listés ici :

• Niveau de température de déflexion thermique (HDT) – Il s'agit de la température à laquelle le plastique se fissurera sous un lot prédéfini. Cette mesure ne tient pas compte des effets potentiels à long terme sur le produit si cette température est maintenue pendant des périodes prolongées.
• Température de changement de verre (Tg) – Dans le cas d'un plastique amorphe, la Tg décrit la température à laquelle le matériau se transforme en caoutchouc ou en visqueux.
• Température d'utilisation continue (CUT) – Spécifie la température optimale à laquelle le plastique peut être utilisé en permanence sans destruction substantielle de ses logements mécaniques pendant la durée de vie de conception de la pièce.

Pourquoi utiliser des plastiques résistants à la chaleur ?

Les plastiques sont largement utilisés. Cependant, pourquoi utiliserait-on des plastiques pour des applications à haute température alors que les aciers peuvent souvent exécuter les mêmes caractéristiques sur des températures beaucoup plus larges ? Voici quelques raisons pour lesquelles :

1. Poids inférieur – Les plastiques sont plus légers que les métaux. Ils sont donc excellents pour les applications sur les marchés automobile et aérospatial qui reposent sur des éléments légers pour améliorer l'efficacité générale.
2. Résistance à la rouille – Certains plastiques ont une bien meilleure résistance à la rouille que les aciers lorsqu’ils sont exposés à une grande variété de produits chimiques. Cela peut s’avérer essentiel pour les applications impliquant à la fois des températures élevées et des atmosphères difficiles, comme celles de l’industrie chimique.
3. Flexibilité de fabrication – Les composants en plastique peuvent être fabriqués en utilisant des technologies de production à grand volume comme le moulage par injection. Il en résulte des pièces moins coûteuses à l'unité que leurs homologues en métal fraisé CNC. Les pièces en plastique peuvent également être fabriquées à l'aide de l'impression 3D, ce qui permet des mises en page complexes et une meilleure flexibilité de conception que celle qui pourrait être obtenue grâce à l'usinage CNC.
4. Isolant – Les plastiques peuvent agir à la fois comme isolants thermiques et électriques. Cela les rend idéaux là où la conductivité électrique pourrait endommager les appareils électroniques sensibles ou là où la chaleur peut affecter négativement le fonctionnement des composants.

Sortes de plastiques résistants aux hautes températures

Il existe 2 groupes principaux de thermoplastiques, à savoir les plastiques amorphes et semi-cristallins. Les plastiques résistants à la chaleur peuvent être découverts dans chacun de ces groupes, comme indiqué dans le numéro 1 ci-dessous. La principale différence entre ces 2 réside dans leurs actions de fusion. Un produit amorphe n’a pas de point de fusion précis mais se ramollit lentement à mesure que la température augmente. En comparaison, un matériau semi-cristallin a un point de fusion extrêmement précis.

Vous trouverez ci-dessous quelques produits proposés parDTG. Appelez un agent DTG si vous avez besoin d'un produit détaillé qui n'est pas indiqué ici.

Polyétherimide (PEI).

Ce matériau est communément compris sous son nom commercial d'Ultem et est un plastique amorphe aux propriétés thermiques et mécaniques exceptionnelles. Il est également ignifuge même sans aucun ingrédient. Cependant, la résistance particulière aux flammes doit être vérifiée sur la fiche technique du produit. DTG propose deux qualités de plastiques Ultem pour l'impression 3D.

Polyamide (PA).

Le polyamide, également connu sous le nom commercial Nylon, possède de superbes propriétés résistantes à la chaleur, en particulier lorsqu'il est intégré à des ingrédients et à des matériaux de remplissage. De plus, le nylon est extrêmement résistant à l’abrasion. DTG propose une variété de nylons résistants à la température avec de nombreux matériaux de remplissage différents, comme indiqué ci-dessous.

Photopolymères.

Les photopolymères sont des plastiques distincts qui ne polymérisent que sous l’impact d’une ressource énergétique extérieure comme la lumière UV ou un mécanisme optique particulier. Ces matériaux peuvent être utilisés pour produire des pièces publiées de haute qualité avec des géométries complexes qui ne sont pas possibles avec diverses autres innovations de fabrication. Dans la catégorie des photopolymères, DTG propose 2 plastiques résistants à la chaleur.