Cosa sono le plastiche resistenti al calore?

Le materie plastiche sono utilizzate praticamente in tutti i mercati per la loro comodità di produzione, il loro basso costo e l’ampia gamma di edifici. Oltre alle tipiche materie plastiche di base, esiste una classe di sofisticati materiali immuni al caloreplasticache può resistere a livelli di temperatura che non possono resistere. Queste plastiche vengono utilizzate in applicazioni sofisticate in cui è essenziale una combinazione di resistenza al calore, resistenza meccanica e resistenza alle sollecitazioni. Questo post chiarirà cosa sono le plastiche resistenti al calore e perché sono così vantaggiose.

Cos'è la plastica resistente al calore?

Una plastica resistente al calore è in genere qualsiasi tipo di plastica che abbia un livello di temperatura di uso continuo superiore a 150 ° C (302 ° F) o una resistenza all'esposizione diretta temporanea di 250 ° C (482 ° F) o superiore. In altre parole, il prodotto può sostenere procedure a temperature superiori a 150 °C e può sopportare brevi periodi a temperature pari o superiori a 250 °C. Oltre alla resistenza al calore, queste plastiche di solito hanno proprietà meccaniche fenomenali che spesso possono eguagliare quelle dei metalli. Le plastiche resistenti al calore possono assumere la forma di materiali termoplastici, termoindurenti o fotopolimeri.

La plastica è costituita da lunghe catene molecolari. Quando riscaldati, i legami tra queste catene vengono danneggiati, provocando lo scongelamento del prodotto. Le plastiche con temperature di fusione ridotte sono generalmente costituite da anelli alifatici mentre le plastiche ad alta temperatura sono costituite da anelli profumati. Nel caso degli anelli profumati, due legami chimici devono essere danneggiati (rispetto al legame solitario degli anelli alifatici) prima che la struttura si rompa. Pertanto, è più difficile sciogliere questi prodotti.

Oltre alla chimica di base, la resistenza al calore della plastica può essere aumentata utilizzando ingredienti. Tra gli additivi più comuni per migliorare la resistenza al livello di temperatura c'è la fibra di vetro. Le fibre hanno anche il vantaggio aggiuntivo di aumentare la tenuta totale e la resistenza del materiale.

Esistono varie tecniche per identificare la resistenza al calore di una plastica. I più consistenti sono elencati qui:

• Livello di temperatura di deflessione termica (HDT) – Questa è la temperatura alla quale la plastica si romperà in un lotto predefinito. Questa misura non tiene conto dei potenziali effetti a lungo termine sul prodotto se tale temperatura viene mantenuta per periodi di tempo prolungati.
• Temperatura di cambiamento del vetro (Tg) – Nel caso di una plastica amorfa, la Tg descrive la temperatura alla quale il materiale si trasforma gommoso o viscoso.
• Temperatura di utilizzo continuo (CUT) – Specifica la temperatura ottimale alla quale la plastica può essere utilizzata costantemente senza una sostanziale distruzione delle sedi meccaniche per tutta la durata di vita prevista del componente.

Perché utilizzare plastiche resistenti al calore?

La plastica è ampiamente utilizzata. Tuttavia, perché si dovrebbe utilizzare la plastica per applicazioni ad alta temperatura quando gli acciai possono spesso eseguire le stesse caratteristiche su varietà di temperature molto più ampie? Ecco alcuni motivi per cui:

1. Peso inferiore: la plastica è più leggera dei metalli. Sono quindi eccellenti per applicazioni nei mercati automobilistico e aerospaziale che si affidano a elementi leggeri per migliorare l'efficacia generale.
2. Resistenza alla ruggine – Alcune materie plastiche hanno una resistenza alla ruggine molto migliore rispetto agli acciai quando esposte a un’ampia varietà di sostanze chimiche. Ciò può essere essenziale per le applicazioni che coinvolgono sia temperature che atmosfere difficili come quelle situate nell'industria chimica.
3. Flessibilità di produzione – I componenti in plastica possono essere realizzati utilizzando tecnologie di produzione in grandi volumi come lo stampaggio a iniezione. Ciò si traduce in parti meno costose per unità rispetto alle loro controparti in metallo fresato a CNC. Le parti in plastica possono anche essere realizzate utilizzando la stampa 3D che consente layout complessi e una migliore flessibilità di progettazione rispetto a quella che si potrebbe ottenere utilizzando la lavorazione CNC.
4. Isolante: la plastica può fungere sia da isolante termico che elettrico. Ciò li rende ideali laddove la conduttività elettrica potrebbe danneggiare dispositivi elettronici sensibili o dove il calore può influenzare negativamente il funzionamento dei componenti.

Tipi di plastica resistente alle alte temperature

Esistono 2 gruppi principali di materiali termoplastici: vale a dire la plastica amorfa e semicristallina. Le plastiche resistenti al calore possono essere scoperte in ciascuno di questi gruppi come mostrato nel numero 1 elencato di seguito. La differenza principale tra questi 2 è la loro azione di fusione. Un prodotto amorfo non ha un punto di fusione preciso ma rammollisce piuttosto lentamente all'aumentare della temperatura. Un materiale semicristallino, al confronto, ha un punto di fusione estremamente netto.

Di seguito sono elencati alcuni prodotti offerti daDTG. Chiama un agente DTG se hai bisogno di un prodotto dettagliato che non è indicato qui.

Polieterimmide (PEI).

Questo materiale è comunemente inteso con il nome commerciale di Ultem ed è una plastica amorfa con eccezionali proprietà termiche e meccaniche. È inoltre resistente alla fiamma anche senza ingredienti. È comunque necessario verificare sulla scheda tecnica del prodotto una particolare resistenza alla fiamma. DTG fornisce due qualità di plastica Ultem per la stampa 3D.

Poliammide (PA).

La poliammide, nota anche con il nome commerciale, nylon, ha proprietà eccellenti e resistenti al calore, soprattutto se integrata con ingredienti e materiali di riempimento. Oltre a questo, il Nylon è estremamente resistente all’abrasione. DTG fornisce una varietà di nylon resistenti alla temperatura con molti materiali di riempimento diversi, come mostrato di seguito.

Fotopolimeri.

I fotopolimeri sono plastiche distinte che vengono polimerizzate solo sotto l'impatto di una risorsa energetica esterna come la luce UV o un particolare meccanismo ottico. Questi materiali possono essere utilizzati per produrre parti pubblicate di alta qualità con geometrie complesse che non sono possibili con altre innovazioni produttive. Nella categoria dei fotopolimeri, DTG offre 2 plastiche resistenti al calore.