מהם פלסטיקים עמידים בחום?

פלסטיק מנוצל כמעט בכל שוק בגלל נוחות הייצור, הזולה ומגוון רחב של מבנים. מעבר לפלסטיק סחורות טיפוסי קיים סוג של חסינות חום מתוחכמתפלסטיקשיכול לעמוד מול רמות טמפרטורה שלא. נעשה שימוש בפלסטיקים אלה ביישומים מתוחכמים שבהם שילוב של עמידות חמה, חוזק מכני ועמידות קשה חיוניים. פוסט זה יבהיר מה זה פלסטיק עמיד בחום ומדוע הם כל כך מועילים.

מהו פלסטיק עמיד בחום?

פלסטיק עמיד בחום הוא בדרך כלל כל סוג של פלסטיק שיש לו רמת טמפרטורה לשימוש מתמשך של מעל 150 מעלות צלזיוס (302 מעלות פרנהייט) או עמידות זמנית לחשיפה ישירה של 250 מעלות צלזיוס (482 מעלות פרנהייט) או יותר. במילים אחרות, המוצר יכול לקיים הליכים של מעל 150 מעלות צלזיוס ויכול לסבול זמן קצר ב-250 מעלות צלזיוס או מעל. יחד עם עמידותם לחמימות, לפלסטיקים אלו יש בדרך כלל בתים מכניים פנומנליים שלעיתים קרובות יכולים להתאים לאלה של מתכות. פלסטיק עמיד בחום יכול ללבוש צורה של תרמופלסטיים, תרמוסטים או פוטופולימרים.

פלסטיק מורכב משרשרות מולקולריות ארוכות. כאשר מתחממים, הקשרים בין השרשראות הללו נפגעים, ויוצרים את הפשרה של המוצר. פלסטיק עם טמפרטורות התכה מופחתות מורכבים בדרך כלל מטבעות אליפטיות בעוד שפלסטיק בטמפרטורה גבוהה מורכב מטבעות ריחניות. במקרה של טבעות ריחניות, שני קשרים כימיים דורשים פגיעה (לעומת הקשר הבודד של טבעות אליפטיות) לפני שהמסגרת תתפרק. לפיכך, קשה יותר להמיס מוצרים אלה.

בנוסף לכימיה הבסיסית, ניתן להגביר את עמידות החום של פלסטיק באמצעות מרכיבים. בין התוספים הרגילים ביותר לשיפור ההתנגדות לרמת הטמפרטורה הוא סיבי זכוכית. לסיבים יש למעשה את היתרון הנוסף של הגברת האטימות הכוללת וסיבולת החומר.

ישנן טכניקות שונות לזיהוי עמידות החום של פלסטיק. המהותיים ביותר מפורטים כאן:

• רמת טמפרטורת סטיית החום (HDT) - זוהי הטמפרטורה שבה פלסטיק יתקלקל תחת חלקים מוגדרים מראש. מדד זה אינו מביא בחשבון את ההשפעות ארוכות הטווח על המוצר אם הטמפרטורה הזו נשמרת לפרקי זמן ממושכים.
• טמפרטורת שינוי זכוכית (Tg) - במקרה של פלסטיק אמורפי, ה-Tg מתאר את הטמפרטורה שבה החומר הופך לגומי או צמיג.
• טמפרטורת שימוש מתמשך (CUT) - מציינת את הטמפרטורה האופטימלית שבה ניתן להשתמש בפלסטיק ללא הרס משמעותי לבתים המכניים שלו לאורך חיי התכנון של החלק.

מדוע להשתמש בפלסטיק עמיד בחום?

פלסטיק נמצא בשימוש נרחב. עם זאת, מדוע שאדם ישתמש בפלסטיק עבור יישומים בטמפרטורה גבוהה כאשר פלדות יכולות לעתים קרובות לבצע את אותן תכונות על פני זני טמפרטורות רחבים בהרבה? הנה כמה סיבות לכך:

1. משקל נמוך יותר - פלסטיק קל יותר ממתכות. לפיכך, הם מצוינים עבור יישומים בשוקי הרכב והחלל המסתמכים על אלמנטים קלים כדי לשפר את היעילות הכללית.
2. עמידות בפני חלודה - לחלק מהפלסטיקים יש עמידות בפני חלודה טובה בהרבה מפלדות כאשר הם מתגלים למגוון רחב של כימיקלים. זה יכול להיות חיוני עבור יישומים הכוללים גם חום וגם אטמוספרות קשות כמו אלו הממוקמים בתעשייה הכימית.
3. גמישות בייצור - ניתן לעשות שימוש ברכיבי פלסטיק תוך שימוש בטכנולוגיות ייצור בנפח גבוה כמו הזרקה. זה מביא לחלקים שהם פחות יקרים ליחידה מאשר עמיתיהם ממתכת שנכרסו ב-CNC. ניתן לעשות חלקי פלסטיק גם תוך שימוש בהדפסת תלת מימד המאפשרת פריסות מורכבות וגמישות עיצובית טובה יותר מזו שניתן להשיג באמצעות עיבוד CNC.
4. מבודד - פלסטיק יכול לפעול גם כמבודד תרמי וגם כמבודד חשמלי. זה הופך אותם לאידיאליים במקום שבו מוליכות חשמלית עלולה לגרום נזק למכשירים אלקטרוניים רגישים או היכן שחום יכול להשפיע לרעה על הליך הרכיבים.

סוגים של פלסטיק עמיד בטמפרטורה גבוהה

ישנם 2 צוותים עיקריים של תרמופלסטיים - כלומר פלסטיק אמורפי ופלסטיק למחצה. ניתן לגלות פלסטיק עמיד בחום בכל אחת מהקבוצות הללו, כפי שמוצג במספר 1 המפורט להלן. ההבדל העיקרי בין 2 אלה הוא פעולות ההיתוך שלהם. למוצר אמורפי אין נקודת התכה מדויקת אולם מתרכך באיטיות ככל שרמת הטמפרטורה עולה. לחומר חצי גבישי, לשם השוואה, יש נקודת התכה חדה במיוחד.

להלן כמה מוצרים המוצעים מDTG. התקשר לסוכן DTG אם אתה צריך מוצר פרטי שאינו מצויין כאן.

פוליאתרמימיד (PEI).

חומר זה מובן בדרך כלל בשם המסחרי שלו Ultem והוא פלסטיק אמורפי עם מבנים תרמיים ומכניים יוצאי דופן. הוא גם עמיד בפני אש גם ללא כל מרכיבים. עם זאת, יש לבדוק עמידות להבה מסוימת בגליון הנתונים של המוצר. DTG מספקת שתי איכויות של פלסטיק Ultem להדפסת תלת מימד.

פוליאמיד (PA).

לפוליאמיד, המוכר בנוסף בשם המסחרי, ניילון, יש בתים עמידים בחום מעולה, במיוחד כאשר הוא משולב עם מרכיבים וחומרי מילוי. בנוסף לכך, הניילון עמיד במיוחד בפני שחיקה. DTG מספקת מגוון של ניילונים עמידים לטמפרטורה עם חומרי מילוי רבים ושונים כפי שמוצג להלן.

פוטופולימרים.

פוטופולימרים הם פלסטיק מובהק שיוצא לפולימר רק תחת השפעות של משאב אנרגיה חיצוני כמו אור UV או מנגנון אופטי מסוים. ניתן לעשות שימוש בחומרים אלה כדי לייצר חלקים מפורסמים באיכות מעולה עם גיאומטריות מורכבות שאינן אפשריות עם חידושי ייצור שונים אחרים. בקטגוריית הפוטופולימרים, DTG מציעה 2 פלסטיקים עמידים בחום.