Wat zijn warmbestendige kunststoffen?

Kunststoffen worden in vrijwel elke markt gebruikt vanwege hun gebruiksgemak, lage prijs en brede toepassingsmogelijkheden in gebouwen. Naast de gebruikelijke standaardkunststoffen bestaat er een klasse geavanceerde hittebestendige kunststoffen.kunststoffendie bestand zijn tegen temperaturen die dat niet kunnen. Deze kunststoffen worden gebruikt in geavanceerde toepassingen waar een combinatie van warmtebestendigheid, mechanische sterkte en extreme bestendigheid essentieel is. Dit bericht legt uit wat hittebestendige kunststoffen zijn en waarom ze zo voordelig zijn.

Wat is warmtebestendig plastic?

Een warmtebestendige kunststof is doorgaans elk type kunststof dat bestand is tegen temperaturen boven de 150 °C (302 °F) bij continu gebruik of een tijdelijke blootstelling van 250 °C (482 °F) of meer. Met andere woorden, het product kan processen van meer dan 150 °C doorstaan ​​en korte periodes van 250 °C of hoger. Naast hun warmtebestendigheid hebben deze kunststoffen doorgaans uitstekende mechanische eigenschappen die vaak zelfs die van metalen evenaren. Hittebestendige kunststoffen kunnen thermoplasten, thermoharders of fotopolymeren zijn.

Kunststoffen bestaan ​​uit lange moleculaire ketens. Bij verhitting worden de verbindingen tussen deze ketens beschadigd, waardoor het product ontdooit. Kunststoffen met een lage smelttemperatuur bestaan ​​meestal uit alifatische ringen, terwijl kunststoffen met een hoge smelttemperatuur bestaan ​​uit geurringen. Bij geurringen moeten twee chemische bindingen worden beschadigd (in vergelijking met de enkele binding van alifatische ringen) voordat de structuur breekt. Het is dus moeilijker om deze producten te smelten.

Naast de onderliggende chemie kan de warmtebestendigheid van kunststoffen worden verbeterd met behulp van ingrediënten. Een van de meest voorkomende additieven voor het verbeteren van de temperatuurbestendigheid is glasvezel. De vezels hebben ook het extra voordeel dat ze de algehele dichtheid en duurzaamheid van het materiaal verhogen.

Er zijn verschillende technieken om de hittebestendigheid van een kunststof te bepalen. De belangrijkste worden hier vermeld:

• Heat Deflection Temperature Level (HDT) – Dit is de temperatuur waarbij kunststof zal scheuren bij een vooraf bepaalde batch. Deze meting houdt geen rekening met de verwachte langetermijneffecten op het product als deze temperatuur gedurende langere tijd wordt aangehouden.
• Glasveranderingstemperatuur (Tg) – In het geval van een amorfe kunststof beschrijft de Tg de temperatuur waarbij het materiaal rubberachtig of viskeus wordt.
• Continue gebruikstemperatuur (CUT) – Geeft de optimale temperatuur aan waarbij kunststof continu kan worden gebruikt zonder dat de mechanische eigenschappen ervan aanzienlijk worden aangetast gedurende de ontwerplevensduur van het onderdeel.

Waarom hittebestendige kunststoffen gebruiken?

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

1. Lager gewicht – Kunststoffen zijn lichter dan metalen. Ze zijn daarom uitstekend geschikt voor toepassingen in de automobiel- en luchtvaartindustrie, waar lichtgewicht elementen de algehele effectiviteit verbeteren.
2. Roestbestendigheid – Sommige kunststoffen zijn veel beter bestand tegen roest dan staal wanneer ze worden blootgesteld aan een breed scala aan chemicaliën. Dit kan essentieel zijn voor toepassingen die te maken hebben met zowel hitte als extreme atmosferen, zoals in de chemische industrie.
3. Productieflexibiliteit – Kunststofonderdelen kunnen worden geproduceerd met behulp van grootschalige productietechnologieën zoals spuitgieten. Dit resulteert in onderdelen die per stuk goedkoper zijn dan hun CNC-gefreesde metalen tegenhangers. Kunststofonderdelen kunnen ook worden geproduceerd met behulp van 3D-printen, wat complexe lay-outs en een grotere ontwerpflexibiliteit mogelijk maakt dan met CNC-bewerking.
4. Isolator – Kunststoffen kunnen zowel als thermische als elektrische isolator fungeren. Dit maakt ze ideaal waar elektrische geleiding gevoelige elektronische apparaten kan beschadigen of waar hitte de werking van componenten negatief kan beïnvloeden.

Soorten hittebestendige kunststoffen

Er zijn twee hoofdgroepen thermoplasten: amorfe en semi-kristallijne kunststoffen. Hittebestendige kunststoffen zijn in elk van deze groepen te vinden, zoals weergegeven in punt 1 hieronder. Het belangrijkste verschil tussen deze twee is hun smeltgedrag. Een amorf product heeft geen specifiek smeltpunt, maar wordt langzaam zachter naarmate de temperatuur stijgt. Een semi-kristallijn materiaal heeft daarentegen een zeer scherp smeltpunt.

Hieronder vindt u enkele producten die worden aangeboden doorDTGNeem contact op met een DTG-agent als u een specifiek product nodig hebt dat hier niet vermeld staat.

Polyetherimide (PEI).

Dit materiaal staat algemeen bekend onder de merknaam Ultem en is een amorfe kunststof met uitzonderlijke thermische en mechanische eigenschappen. Het is ook vlamvertragend, zelfs zonder ingrediënten. De specifieke vlamvertraging moet echter worden gecontroleerd in de productspecificatie. DTG levert twee kwaliteiten Ultem-kunststoffen voor 3D-printen.

Polyamide (PA).

Polyamide, ook bekend onder de merknaam nylon, heeft uitstekende warmtewerende eigenschappen, vooral in combinatie met ingrediënten en vulmaterialen. Bovendien is nylon extreem slijtvast. DTG biedt een verscheidenheid aan temperatuurbestendige nylons met diverse vulmaterialen, zoals hieronder weergegeven.

Fotopolymeren.

Fotopolymeren zijn specifieke kunststoffen die alleen polymeriseren onder invloed van een externe energiebron, zoals uv-licht of een specifiek optisch mechanisme. Deze materialen kunnen worden gebruikt om hoogwaardige gedrukte onderdelen te produceren met complexe geometrieën die met andere productietechnologieën niet mogelijk zijn. Binnen de categorie fotopolymeren biedt DTG twee hittebestendige kunststoffen aan.