Kas ir karstumizturīgas plastmasas?

Plastmasas tiek izmantotas praktiski visos tirgos, pateicoties to ražošanas vienkāršībai, zemajām cenām un plašajam ēku klāstam. Papildus tipiskajām plaša patēriņa plastmasām pastāv arī sarežģītu karstumizturīgu materiālu klase.plastmasaskas var izturēt temperatūras līmeņus, kas to nespēj. Šīs plastmasas tiek izmantotas sarežģītos pielietojumos, kur nepieciešama karstumizturība, mehāniskā izturība un izturība pret skarbajiem apstākļiem. Šajā rakstā tiks paskaidrots, kas ir karstumizturīgas plastmasas un kāpēc tās ir tik izdevīgas.

Kas ir karstumizturīga plastmasa?

Karstumizturīga plastmasa parasti ir jebkura veida plastmasa, kuras nepārtrauktas lietošanas temperatūra ir virs 150 °C (302 °F) vai īslaicīga tiešas iedarbības izturība ir 250 °C (482 °F) vai augstāka. Citiem vārdiem sakot, materiāls var izturēt procesus virs 150 °C un īslaicīgi izturēt 250 °C vai augstāku temperatūru. Papildus karstumizturībai šīm plastmasām parasti ir izcilas mehāniskās īpašības, kas bieži vien var atbilst arī metālu īpašībām. Karstumizturīgas plastmasas var būt termoplastu, termoreaktīvu plastmasu vai fotopolimēru veidā.

Plastmasas sastāv no garām molekulārajām ķēdēm. Karsējot, saites starp šīm ķēdēm tiek bojātas, kā rezultātā produkts atkūst. Plastmasas ar zemu kušanas temperatūru parasti sastāv no alifātiskiem gredzeniem, savukārt augstas temperatūras plastmasas sastāv no smaržīgajiem gredzeniem. Smaržīgo gredzenu gadījumā pirms struktūras sabrukšanas ir jābojā divas ķīmiskās saites (salīdzinājumā ar alifātisko gredzenu vienīgo saiti). Tādēļ šos produktus ir grūtāk izkausēt.

Papildus pamatā esošajai ķīmiskajai vielai plastmasas karstumizturību var uzlabot, izmantojot sastāvdaļas. Viena no visizplatītākajām piedevām karstumizturības uzlabošanai ir stikla šķiedra. Šķiedrām ir arī papildu priekšrocība, palielinot kopējo hermētiskumu un materiāla izturību.

Ir dažādas metodes plastmasas karstumizturības noteikšanai. Šeit ir uzskaitītas visnozīmīgākās:

• Siltuma deformācijas temperatūras līmenis (HDT) — tā ir temperatūra, kurā plastmasa deformēsies noteiktās partijās. Šis rādītājs neņem vērā iespējamo ilgtermiņa ietekmi uz produktu, ja šī temperatūra tiek turēta ilgstoši.
• Stikla fāzes maiņas temperatūra (Tg) — amorfas plastmasas gadījumā Tg apraksta temperatūru, kurā materiāls kļūst gumijots vai viskozs.
• Nepārtrauktas lietošanas temperatūra (CUT) — norāda optimālo temperatūru, kurā plastmasu var pastāvīgi lietot, neradot būtiskus bojājumus tās mehāniskajām virsmām detaļas projektētā kalpošanas laika laikā.

Kāpēc izmantot karstumizturīgu plastmasu?

Plastmasas tiek plaši izmantotas. Tomēr kāpēc kāds izmantotu plastmasu augstas temperatūras lietojumprogrammām, ja tērauds bieži vien var veikt tās pašas funkcijas daudz plašākā temperatūru diapazonā? Šeit ir daži iemesli:

1. Mazāks svars — plastmasa ir vieglāka nekā metāls. Tāpēc tā ir lieliski piemērota lietojumiem transportlīdzekļu un kosmosa nozarē, kur vispārējās efektivitātes uzlabošanai nepieciešami viegli elementi.
2. Izturība pret rūsu — dažām plastmasām ir daudz labāka izturība pret rūsu nekā tēraudam, ja tās tiek pakļautas plašam ķīmisku vielu klāstam. Tas var būt svarīgi lietojumos, kas saistīti gan ar karstumu, gan skarbu vidi, piemēram, ķīmiskajā rūpniecībā.
3. Ražošanas elastība — plastmasas detaļas var izgatavot, izmantojot lielapjoma ražošanas tehnoloģijas, piemēram, iesmidzināšanas formēšanu. Tas nodrošina detaļas, kuru vienības izmaksas ir lētākas nekā to CNC frēzētās metāla detaļas. Plastmasas detaļas var izgatavot arī, izmantojot 3D drukāšanu, kas nodrošina sarežģītus izkārtojumus un labāku dizaina elastību nekā CNC apstrāde.
4. Izolators — plastmasa var darboties gan kā siltumizolators, gan kā elektriskais izolators. Tas padara to ideāli piemērotu vietām, kur elektrovadītspēja var sabojāt jutīgas elektroniskas ierīces vai kur karstums var negatīvi ietekmēt komponentu darbību.

Augstas temperatūras izturīgu plastmasu veidi

Ir divas galvenās termoplastu grupas – amorfās un puskristāliskās plastmasas. Katrā no šīm grupām var atrast karstumizturīgas plastmasas, kā parādīts 1. punktā zemāk. Galvenā atšķirība starp šīm divām ir to kušanas reakcija. Amorfam materiālam nav precīzas kušanas temperatūras, bet tas diezgan lēni mīkstina, paaugstinoties temperatūrai. Puskristāliskam materiālam, savukārt, ir ļoti strauja kušanas temperatūra.

Zemāk ir uzskaitīti daži no piedāvātajiem produktiem noDTGJa jums ir nepieciešams detalizēts produkts, kas šeit nav norādīts, sazinieties ar DTG aģentu.

Poliēterimīds (PEI).

Šis materiāls parasti tiek saprasts ar tā tirdzniecības nosaukumu Ultem, un tā ir amorfa plastmasa ar izcilām termiskām un mehāniskām īpašībām. Tā ir arī ugunsdroša pat bez jebkādām sastāvdaļām. Tomēr īpaša ugunsdrošība ir jāpārbauda produkta datu lapā. DTG piegādā divu veidu Ultem plastmasu 3D drukāšanai.

Poliamīds (PA).

Poliamīds, kas ir pazīstams arī ar tirdzniecības nosaukumu neilons, ir izcili karstumizturīgs, īpaši, ja to apvieno ar sastāvdaļām un pildvielām. Turklāt neilons ir ārkārtīgi izturīgs pret nodilumu. DTG piedāvā dažādus karstumizturīgus neilonus ar dažādiem pildvielām, kā parādīts zemāk.

Fotopolimēri.

Fotopolimēri ir atšķirīgas plastmasas, kas polimerizējas tikai ārēja enerģijas avota, piemēram, UV gaismas vai īpaša optiskā mehānisma, iedarbībā. Šos materiālus var izmantot, lai ražotu augstas kvalitātes presētas detaļas ar sarežģītu ģeometriju, kas nav iespējama ar citām ražošanas tehnoloģijām. Fotopolimēru kategorijā DTG piedāvā divus karstumizturīgus plastmasas veidus.