מהם פלסטיק עמיד בחום?

פלסטיק משמש כמעט בכל שוק בזכות נוחות ייצורו, זולותו ומגוון רחב של מבנים. בנוסף לפלסטיק רגיל, קיים סוג של פלסטיק מתוחכם ועמיד בפני חום.פלסטיקשיכולים לעמוד ברמות טמפרטורה שלא יכולות. פלסטיקים אלה משמשים ביישומים מתוחכמים שבהם שילוב של עמידות בחום, חוזק מכני ועמידות בפני קשיים הם חיוניים. מאמר זה יסביר מהם פלסטיקים עמידים בחום ומדוע הם כה יתרונותיים.

מהו פלסטיק עמיד בחום?

פלסטיק עמיד בחום הוא בדרך כלל כל סוג של פלסטיק בעל טמפרטורה רציפה מעל 150 מעלות צלזיוס (302 מעלות פרנהייט) או עמידות לחשיפה ישירה זמנית של 250 מעלות צלזיוס (482 מעלות פרנהייט) ומעלה. במילים אחרות, המוצר יכול לעמוד בתהליכים מעל 150 מעלות צלזיוס ויכול לעמוד בפרקי זמן קצרים ב-250 מעלות צלזיוס ומעלה. בנוסף לעמידותם בחום, לפלסטיק זה יש בדרך כלל תכונות מכניות יוצאות דופן שיכולות להתאים גם לאלה של מתכות. פלסטיק עמיד בחום יכול ללבוש צורה של תרמופלסטים, תרמוסטים או פוטופולימרים.

פלסטיק מורכב משרשראות מולקולריות ארוכות. כאשר הוא מחומם, הקשרים ביניהן ניזוקים, מה שגורם למוצר להפשיר. פלסטיק עם טמפרטורות התכה נמוכות מורכב בדרך כלל מטבעות אליפטיות, בעוד שפלסטיק בטמפרטורה גבוהה מורכב מטבעות ריחניות. במקרה של טבעות ריחניות, יש צורך לפגוע בשני קשרים כימיים (בהשוואה לקשר בודד של טבעות אליפטיות) לפני שהמסגרת מתפרקת. לכן, קשה יותר להמיס מוצרים אלה.

בנוסף לכימיה הבסיסית, ניתן לשפר את עמידות החום של פלסטיק באמצעות מרכיבים. אחד התוספים הנפוצים ביותר לשיפור עמידות הטמפרטורה הוא סיבי זכוכית. לסיבים יש גם יתרון נוסף של הגברת האטימות הכוללת ועמידות החומר.

ישנן טכניקות שונות לזיהוי עמידות החום של פלסטיק. המשמעותיות ביותר מפורטות להלן:

• רמת טמפרטורת סטיית חום (HDT) - זוהי הטמפרטורה שבה פלסטיק יתקלקל תחת אצווה מוגדרת מראש. מדד זה אינו מתחשב בהשפעות ארוכות הטווח הפוטנציאליות על המוצר אם טמפרטורה זו נשמרת למשך תקופות זמן ממושכות.
• טמפרטורת שינוי זכוכית (Tg) - במקרה של פלסטיק אמורפי, ה-Tg מתאר את הטמפרטורה שבה החומר הופך לגומי או לצמיג.
• טמפרטורת שימוש רציף (CUT) - מציינת את הטמפרטורה האופטימלית שבה ניתן להשתמש בפלסטיק באופן רציף ללא נזק משמעותי למרכיביו המכניים לאורך אורך החיים המתוכנן של החלק.

למה להשתמש בפלסטיק עמיד בחום?

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

1. משקל נמוך יותר – פלסטיק קל יותר ממתכות. לכן הוא מצוין ליישומים בשווקי הרכב והתעופה המסתמכים על אלמנטים קלים כדי לשפר את היעילות הכללית.
2. עמידות בפני חלודה – לחלק מהפלסטיקים יש עמידות טובה בהרבה בפני חלודה מאשר לפלדות כאשר הם נחשפים למגוון רחב של כימיקלים. זה חיוני עבור יישומים הכוללים גם חום וגם תנאים קשים כמו אלו המצויים בתעשייה הכימית.
3. גמישות ייצור – ניתן לייצר רכיבי פלסטיק באמצעות טכנולוגיות ייצור בנפח גבוה כמו הזרקה. התוצאה היא חלקים זולים יותר ליחידה בהשוואה לחלקים המתכתיים המחורצים ב-CNC. ניתן לייצר חלקי פלסטיק גם באמצעות הדפסה תלת-ממדית, המאפשרת פריסות מורכבות וגמישות עיצוב טובה יותר מאשר ניתן להשיג באמצעות עיבוד שבבי CNC.
4. מבודד – פלסטיק יכול לשמש גם כמבודד תרמי וגם כמבודד חשמלי. זה הופך אותם לאידיאליים במקומות בהם מוליכות חשמלית עלולה לפגוע במכשירים אלקטרוניים רגישים או במקומות בהם חום יכול להשפיע לרעה על פעולת הרכיבים.

סוגי פלסטיק עמידים בטמפרטורה גבוהה

ישנן שתי קבוצות עיקריות של תרמופלסטים - פלסטיק אמורפי ופלסטיק חצי-גבישי. ניתן למצוא פלסטיק עמיד בחום בכל אחת מהקבוצות הללו כפי שמוצג במספר 1 להלן. ההבדל העיקרי בין שתי הקבוצות הללו הוא פעולות ההיתוך שלהן. לחומר אמורפי אין נקודת התכה מדויקת אלא הוא מתרכך לאט לאט ככל שהטמפרטורה עולה. לחומר חצי-גבישי, לעומת זאת, יש נקודת התכה חדה מאוד.

להלן מספר מוצרים המוצעים על ידיDTGהתקשרו לסוכן DTG אם אתם זקוקים למוצר מפורט שאינו צוין כאן.

פוליאתרמיד (PEI).

חומר זה מוכר בדרך כלל בשם המסחרי Ultem והוא פלסטיק אמורפי בעל תכונות תרמיות ומכניות יוצאות דופן. הוא גם עמיד בפני בעירה גם ללא כל רכיבים. עם זאת, יש לבדוק את עמידות הלהבה הספציפית בגיליון הנתונים של המוצר. DTG מספקת שתי סוגי פלסטיק Ultem להדפסה תלת-ממדית.

פוליאמיד (PA).

לפוליאמיד, המוכר גם בשם המסחרי ניילון, עמידות מעולה בפני חום, במיוחד בשילוב עם מרכיבים וחומרי מילוי. בנוסף לכך, ניילון עמיד במיוחד בפני שחיקה. DTG מציעה מגוון רחב של ניילונים עמידים בפני חום עם חומרי מילוי רבים ושונים כפי שמוצג להלן.

פוטופולימרים.

פוטופולימרים הם סוגי פלסטיק שונים שעוברים פולימריזציה רק ​​תחת השפעת מקור אנרגיה חיצוני כמו אור UV או מנגנון אופטי מסוים. חומרים אלה יכולים לשמש לייצור חלקים מודפסים באיכות גבוהה עם גיאומטריות מורכבות שאינן אפשריות עם טכנולוגיות ייצור אחרות. בקטגוריית הפוטופולימרים, DTG מציעה שני סוגי פלסטיק עמידים בחום.