Wat zijn warmtebestendige kunststoffen?

Kunststoffen worden in vrijwel elke markt gebruikt vanwege hun gemak bij de productie, de lage kosten en het brede scala aan gebouwen. Naast de typische gewone kunststoffen bestaat er een klasse van geavanceerde hitte-immuunproductenkunststoffendie bestand zijn tegen temperatuurniveaus die dat niet kunnen. Deze kunststoffen worden gebruikt in geavanceerde toepassingen waarbij een mix van warme weerstand, mechanische sterkte en harde weerstand essentieel is. Dit bericht zal verduidelijken wat hittebestendige kunststoffen zijn en waarom ze zo voordelig zijn.

Wat is warmtebestendig plastic?

Een warmtebestendig plastic is doorgaans elk type plastic met een temperatuur bij continu gebruik van meer dan 150 ° C (302 ° F) of een tijdelijke directe blootstellingsweerstand van 250 ° C (482 ° F) of meer. Met andere woorden, het product kan procedures bij meer dan 150 ° C doorstaan ​​en kan korte perioden bij of boven 250 ° C doorstaan. Naast hun warmtebestendigheid hebben deze kunststoffen doorgaans fenomenale mechanische eigenschappen die vaak ook kunnen tippen aan die van metalen. Hittebestendige kunststoffen kunnen de vorm aannemen van thermoplastische kunststoffen, thermoharders of fotopolymeren.

Kunststoffen bestaan ​​uit lange moleculaire ketens. Bij verhitting worden de verbindingen tussen deze ketens beschadigd, waardoor het product gaat ontdooien. Kunststoffen met lagere smelttemperaturen bestaan ​​meestal uit alifatische ringen, terwijl kunststoffen voor hoge temperaturen bestaan ​​uit geurige ringen. In het geval van geurige ringen moeten twee chemische bindingen worden beschadigd (vergeleken met de eenzame binding van alifatische ringen) voordat het raamwerk kapot gaat. Het is dus moeilijker om deze producten te smelten.

Naast de onderliggende chemie kan de warmtebestendigheid van kunststoffen worden vergroot met behulp van ingrediënten. Een van de meest gebruikelijke additieven voor het verbeteren van de temperatuurbestendigheid is glasvezel. De vezels hebben eigenlijk ook het extra voordeel dat ze de totale dichtheid en het materiaaluithoudingsvermogen vergroten.

Er zijn verschillende technieken om de hittebestendigheid van een kunststof te bepalen. De meest substantiële worden hier opgesomd:

• Heat Deflection Temperature Level (HDT) – Dit is de temperatuur waarbij plastic onder een vooraf gedefinieerde hoeveelheid zal barsten. Deze maatregel houdt geen rekening met de verwachte langetermijneffecten op het product als de temperatuur gedurende langere tijd wordt gehandhaafd.
• Glasveranderingstemperatuur (Tg) – In het geval van een amorfe kunststof beschrijft de Tg de temperatuur waarbij het materiaal rubberachtig of stroperig wordt.
• Continue gebruikstemperatuur (CUT) – Specificeert de optimale temperatuur waarbij plastic constant kan worden gebruikt zonder substantiële schade aan de mechanische eigenschappen ervan gedurende de ontwerplevensduur van het onderdeel.

Waarom gebruik maken van hittebestendige kunststoffen?

Kunststoffen worden veel gebruikt. Maar waarom zou iemand kunststoffen gebruiken voor toepassingen bij hoge temperaturen als staal vaak dezelfde eigenschappen kan vertonen bij veel bredere temperatuurvariaties? Hier zijn enkele redenen waarom:

1. Lager gewicht – Kunststoffen zijn lichter dan metalen. Ze zijn daarom uitstekend geschikt voor toepassingen in de voertuig- en ruimtevaartmarkt die afhankelijk zijn van lichtgewicht elementen om de algemene effectiviteit te vergroten.
2. Roestbestendigheid – Sommige kunststoffen hebben een veel betere roestbestendigheid dan staal wanneer ze worden blootgesteld aan een grote verscheidenheid aan chemicaliën. Dit kan essentieel zijn voor toepassingen waarbij sprake is van zowel hitte als een ruwe atmosfeer, zoals in de chemische industrie.
3. Productieflexibiliteit – Kunststof componenten kunnen worden gemaakt met behulp van grootschalige productietechnologieën zoals spuitgieten. Dit resulteert in onderdelen die per stuk goedkoper zijn dan hun CNC-gefreesde metalen tegenhangers. Kunststof onderdelen kunnen ook worden gemaakt door gebruik te maken van 3D-printen, wat complexe lay-outs en een betere ontwerpflexibiliteit mogelijk maakt dan zou kunnen worden bereikt met behulp van CNC-bewerking.
4. Isolator – Kunststoffen kunnen zowel thermische als elektrische isolatoren zijn. Dit maakt ze ideaal waar elektrische geleidbaarheid gevoelige elektronische apparaten kan beschadigen of waar hitte de procedure van de componenten negatief kan beïnvloeden.

Soorten hittebestendige kunststoffen

Er zijn twee hoofdteams van thermoplastische kunststoffen, namelijk amorfe en semikristallijne kunststoffen. In elk van deze groepen zijn hittebestendige kunststoffen te vinden, zoals weergegeven in nummer 1 hieronder. Het belangrijkste verschil tussen deze twee is hun smeltende werking. Een amorf product heeft geen precies smeltpunt, maar wordt langzaam zachter naarmate de temperatuur stijgt. Een semi-kristallijn materiaal heeft daarentegen een extreem scherp smeltpunt.

Hieronder vindt u een aantal producten die worden aangeboden doorDTG. Bel een DTG-agent als u een detailproduct nodig heeft dat hier niet vermeld staat.

Polyetherimide (PEI).

Dit materiaal wordt algemeen begrepen onder de handelsnaam Ultem en is een amorfe kunststof met uitzonderlijke thermische en mechanische gebouwen. Het is ook vlambestendig, zelfs zonder ingrediënten. De specifieke vlambestendigheid moet echter worden gecontroleerd op het gegevensblad van het product. DTG levert twee kwaliteiten Ultem-kunststoffen voor 3D-printen.

Polyamide (PA).

Polyamide, ook bekend onder de handelsnaam Nylon, heeft uitstekende warmtebestendige eigenschappen, vooral wanneer het wordt geïntegreerd met ingrediënten en vulstoffen. Bovendien is nylon extreem slijtvast. DTG biedt een verscheidenheid aan temperatuurbestendige nylons met veel verschillende vulmaterialen, zoals hieronder weergegeven.

Fotopolymeren.

Fotopolymeren zijn afzonderlijke kunststoffen die alleen worden gepolymeriseerd onder invloed van een externe energiebron zoals UV-licht of een bepaald optisch mechanisme. Deze materialen kunnen worden gebruikt om gepubliceerde onderdelen van topkwaliteit te produceren met ingewikkelde geometrieën die niet mogelijk zijn met verschillende andere productie-innovaties. Binnen de categorie fotopolymeren biedt DTG 2 hittebestendige kunststoffen aan.