Kas ir karstumizturīgas plastmasas?

Plastmasas tiek izmantotas praktiski visos tirgos, jo tās ir ērtas izgatavošanas, lētas un plaša ēku klāsta dēļ. Papildus tipiskām preču plastmasām pastāv sarežģītas karstumizturības klaseplastmasaskas var izturēt pret temperatūras līmeņiem, kas nevar. Šīs plastmasas tiek izmantotas sarežģītos lietojumos, kur būtiska ir siltuma pretestības, mehāniskās izturības un skarbas pretestības kombinācija. Šajā ierakstā tiks noskaidrots, kas ir karstumizturīga plastmasa un kāpēc tā ir tik izdevīga.

Kas ir karstumizturīga plastmasa?

Siltumizturīga plastmasa parasti ir jebkura veida plastmasa, kuras nepārtrauktas lietošanas temperatūras līmenis ir virs 150 °C (302 °F) vai īslaicīga tiešās iedarbības izturība 250 °C (482 °F) vai papildu. Citiem vārdiem sakot, izstrādājums var izturēt procedūras temperatūrā virs 150 °C un var izturēt īsu laiku 250 °C vai augstāk. Līdztekus siltumizturībai šīm plastmasām parasti ir fenomenālas mehāniskās mājas, kas bieži vien atbilst arī metāliem. Karstumizturīga plastmasa var būt termoplastu, termoreaktīvu vai fotopolimēru veidā.

Plastmasa sastāv no garām molekulārām ķēdēm. Sildot, saites starp šīm ķēdēm tiek bojātas, liekot produktam atkausēt. Plastmasas ar pazeminātu kušanas temperatūru parasti sastāv no alifātiskiem gredzeniem, savukārt augstas temperatūras plastmasas veido smaržīgi gredzeni. Smaržīgo gredzenu gadījumā pirms karkasa sadalīšanās ir jāsabojā divas ķīmiskās saites (salīdzinājumā ar alifātisko gredzenu vientuļo saiti). Tādējādi šos produktus ir grūtāk izkausēt.

Papildus pamatā esošajai ķīmijai plastmasas siltumizturību var palielināt, izmantojot sastāvdaļas. Starp visizplatītākajām piedevām temperatūras līmeņa izturības paaugstināšanai ir stikla šķiedra. Šķiedrām faktiski ir arī papildu ieguvums, palielinot kopējo hermētiskumu un materiāla izturību.

Ir dažādi paņēmieni plastmasas karstumizturības noteikšanai. Būtiskākie ir uzskaitīti šeit:

• Siltuma novirzes temperatūras līmenis (HDT) — tā ir temperatūra, pie kuras plastmasa sabojāsies iepriekš noteiktās partijās. Šis pasākums neņem vērā paredzamo ilgtermiņa ietekmi uz produktu, ja šī temperatūra tiek uzturēta ilgāku laiku.
• Stikla maiņas temperatūra (Tg) – amorfas plastmasas gadījumā Tg raksturo temperatūru, kurā materiāls pārvēršas gumijas vai viskozaina.
• Nepārtrauktas lietošanas temperatūra (CUT) — norāda optimālo temperatūru, pie kuras plastmasu var pastāvīgi izmantot bez būtiskas iznīcināšanas tās mehāniskajā telpā visā detaļas projektētā kalpošanas laikā.

Kāpēc izmantot karstumizturīgu plastmasu?

Plastmasas tiek plaši izmantotas. Tomēr, kāpēc cilvēkam vajadzētu izmantot plastmasu augstas temperatūras lietojumiem, ja tēraudiem bieži vien var būt tādas pašas īpašības daudz plašākās temperatūras šķirnēs? Šeit ir daži iemesli, kādēļ:

1. Mazāks svars – plastmasa ir vieglāka nekā metāli. Tādējādi tie ir lieliski piemēroti lietojumiem transportlīdzekļu un kosmosa tirgos, kas balstās uz viegliem elementiem, lai uzlabotu vispārējo efektivitāti.
2. Izturība pret rūsu – dažām plastmasām ir daudz labāka izturība pret rūsu nekā tēraudiem, ja tās tiek pakļautas dažādām ķīmiskām vielām. Tas var būt būtiski lietojumiem, kas saistīti gan ar karstumu, gan skarbu atmosfēru, piemēram, ķīmiskajā rūpniecībā.
3. Ražošanas elastība – plastmasas detaļas var izgatavot, izmantojot liela apjoma ražošanas tehnoloģijas, piemēram, iesmidzināšanu. Tā rezultātā tiek iegūtas detaļas, kuru vienība ir lētāka nekā to CNC frēzētā metāla kolēģi. Plastmasas detaļas var izgatavot arī, izmantojot 3D drukāšanu, kas nodrošina sarežģītus izkārtojumus un labāku dizaina elastību, nekā to varētu panākt, izmantojot CNC apstrādi.
4. Izolators – plastmasa var darboties gan kā siltumizolators, gan elektriskais izolators. Tas padara tos ideālus vietās, kur elektriskā vadītspēja var sabojāt jutīgas elektroniskās ierīces vai kur karstums var negatīvi ietekmēt komponentu darbību.

Augstas temperatūras izturīgas plastmasas veidi

Ir 2 galvenās termoplastu grupas, proti, amorfās un puskristāliskās plastmasas. Karstumizturīgu plastmasu var atrast katrā no šīm grupām, kā parādīts tālāk norādītajā 1. numurā. Galvenā atšķirība starp šiem diviem ir to kušanas darbība. Amorfam produktam nav precīza kušanas temperatūra, taču tas diezgan lēni mīkstina, paaugstinoties temperatūras līmenim. Salīdzinājumam, puskristāliskam materiālam ir ārkārtīgi asa kušanas temperatūra.

Tālāk ir norādīti daži produkti, kas tiek piedāvāti noDTG. Zvaniet DTG aģentam, ja jums ir nepieciešams produkts, kas šeit nav norādīts.

Poliēterimīds (PEI).

Šo materiālu parasti saprot ar tā tirdzniecības nosaukumu Ultem, un tas ir amorfa plastmasa ar izcilām termiskām un mehāniskām ēkām. Tas ir arī ugunsizturīgs pat bez jebkādām sastāvdaļām. Tomēr produkta datu lapā ir jāpārbauda īpaša ugunsizturība. DTG piegādā divu veidu Ultem plastmasas 3D drukāšanai.

Poliamīds (PA).

Poliamīdam, kas tiek atpazīts arī ar tirdzniecības nosaukumu Nylon, ir lieliskas siltumizturīgas mājas, it īpaši, ja tās ir integrētas ar sastāvdaļām un pildvielām. Turklāt neilons ir ārkārtīgi izturīgs pret nodilumu. DTG piedāvā dažādus temperatūras izturīgus neilonus ar daudziem dažādiem pildvielas materiāliem, kā parādīts zemāk.

Fotopolimēri.

Fotopolimēri ir atšķirīgas plastmasas, kas tiek polimerizētas tikai ārēja enerģijas resursa, piemēram, UV gaismas vai noteikta optiskā mehānisma, ietekmē. Šos materiālus var izmantot, lai ražotu augstākās kvalitātes publicētas detaļas ar sarežģītu ģeometriju, kas nav iespējama ar dažādiem citiem ražošanas jauninājumiem. Fotopolimēru kategorijā DTG piedāvā 2 karstumizturīgas plastmasas.