Ce sunt materialele plastice rezistente la căldură?

Materialele plastice sunt utilizate practic în fiecare piață datorită ușurinței lor de fabricare, costului redus și gamei largi de materiale de construcție. Pe lângă materialele plastice obișnuite, există o clasă de materiale sofisticate rezistente la căldură.materiale plasticecare pot rezista la niveluri de temperatură care nu pot. Aceste materiale plastice sunt utilizate în aplicații sofisticate unde este esențială o combinație de rezistență la căldură, rezistență mecanică și rezistență la temperaturi ridicate. Această postare va explica ce sunt materialele plastice rezistente la căldură și de ce sunt atât de avantajoase.

Ce este plasticul rezistent la căldură?

Un plastic rezistent la căldură este de obicei orice tip de plastic care are o temperatură de utilizare continuă de peste 150 °C (302 °F) sau o rezistență temporară la expunere directă de 250 °C (482 °F) sau mai mult. Cu alte cuvinte, produsul poate rezista la proceduri la peste 150 °C și poate rezista perioade scurte de timp la sau peste 250 °C. Pe lângă rezistența lor la căldură, aceste materiale plastice au de obicei proprietăți mecanice fenomenale care se pot compara adesea și cu cele ale metalelor. Materialele plastice rezistente la căldură pot lua forma de termoplastice, termosetante sau fotopolimeri.

Materialele plastice sunt compuse din lanțuri moleculare lungi. Când sunt încălzite, legăturile dintre aceste lanțuri se deteriorează, făcând produsul să se dezghețe. Materialele plastice cu temperaturi de topire reduse sunt de obicei compuse din inele alifatice, în timp ce materialele plastice la temperaturi ridicate sunt alcătuite din inele parfumate. În cazul inelelor parfumate, două legături chimice trebuie deteriorate (comparativ cu legătura singulară a inelelor alifatice) înainte ca structura să se descompună. Prin urmare, este mai dificil să se topească aceste produse.

Pe lângă substanțele chimice subiacente, rezistența la căldură a materialelor plastice poate fi îmbunătățită folosind ingrediente. Printre cei mai comuni aditivi pentru îmbunătățirea rezistenței la temperatură se numără fibra de sticlă. Fibrele au, de asemenea, avantajul suplimentar de a crește etanșeitatea generală și rezistența materialului.

Există diverse tehnici de identificare a rezistenței termice a unui plastic. Cele mai importante sunt enumerate aici:

• Nivelul temperaturii de deviere termică (HDT) – Aceasta este temperatura la care plasticul se va deteriora în condiții de loturi predefinite. Această măsură nu ia în considerare efectele pe termen lung potențiale asupra produsului dacă temperatura respectivă este menținută pentru perioade lungi de timp.
• Temperatura de modificare a sticlei (Tg) – În cazul unui plastic amorf, Tg descrie temperatura la care materialul devine cauciucat sau vâscos.
• Temperatura de utilizare continuă (CUT) – Specifică temperatura optimă la care plasticul poate fi utilizat constant fără distrugeri substanțiale ale componentelor sale mecanice pe durata de viață proiectată a piesei.

De ce să folosiți materiale plastice rezistente la căldură?

Materialele plastice sunt utilizate pe scară largă. Totuși, de ce ar folosi cineva materiale plastice pentru aplicații la temperaturi ridicate când oțelurile pot adesea avea aceleași caracteristici la intervale de temperatură mult mai largi? Iată câteva motive pentru care:

1. Greutate mai mică – Materialele plastice sunt mai ușoare decât metalele. Prin urmare, sunt excelente pentru aplicații pe piețele auto și aerospațiale, care se bazează pe elemente ușoare pentru a spori eficiența generală.
2. Rezistența la rugină – Unele materiale plastice au o rezistență la rugină mult mai bună decât oțelurile atunci când sunt expuse la o gamă largă de substanțe chimice. Acest lucru poate fi esențial pentru aplicații care implică atât căldură, cât și atmosfere dure, cum ar fi cele din industria chimică.
3. Flexibilitate în fabricație – Componentele din plastic pot fi realizate utilizând tehnologii de producție de volum mare, cum ar fi turnarea prin injecție. Acest lucru are ca rezultat piese mai puțin costisitoare pe unitate decât omologii lor din metal prelucrat prin frezare CNC. Piesele din plastic pot fi, de asemenea, realizate utilizând imprimarea 3D, ceea ce permite machete complexe și o flexibilitate de design mai bună decât cea care s-ar putea obține utilizând prelucrarea CNC.
4. Izolator – Materialele plastice pot acționa atât ca izolatori termici, cât și electrici. Acest lucru le face ideale acolo unde conductivitatea electrică ar putea deteriora dispozitivele electronice sensibile sau unde căldura poate afecta negativ funcționarea componentelor.

Tipuri de materiale plastice rezistente la temperaturi ridicate

Există două grupe principale de termoplastice – și anume materiale plastice amorfe și semicristaline. Materialele plastice rezistente la căldură pot fi găsite în fiecare dintre aceste grupe, așa cum se arată în figura 1 de mai jos. Principala diferență dintre acestea două constă în acțiunea lor de topire. Un produs amorf nu are un punct de topire precis, ci se înmoaie destul de lent pe măsură ce temperatura crește. Prin comparație, un material semicristalin are un punct de topire foarte precis.

Mai jos sunt enumerate câteva produse oferite deDTGSunați un agent DTG dacă aveți nevoie de un produs detaliat care nu este menționat aici.

Polieterimidă (PEI).

Acest material este înțeles în mod obișnuit sub denumirea comercială de Ultem și este un plastic amorf cu proprietăți termice și mecanice excepționale. De asemenea, este rezistent la flacără chiar și fără ingrediente. Cu toate acestea, rezistența la flacără specifică trebuie verificată în fișa tehnică a produsului. DTG furnizează două calități de materiale plastice Ultem pentru imprimarea 3D.

Poliamidă (PA).

Poliamida, cunoscută și sub denumirea comercială de nailon, are proprietăți excelente de rezistență la căldură, în special atunci când este combinată cu ingrediente și materiale de umplutură. În plus, nailonul este extrem de rezistent la abraziune. DTG oferă o varietate de nailonuri rezistente la temperatură cu multe materiale de umplutură diferite, așa cum se arată mai jos.

Fotopolimeri.

Fotopolimerii sunt materiale plastice distincte care ajung să fie polimerizate doar sub influența unei surse externe de energie, cum ar fi lumina UV sau un anumit mecanism optic. Aceste materiale pot fi utilizate pentru a produce piese imprimate de înaltă calitate, cu geometrii complexe care nu sunt posibile cu alte tehnologii de fabricație. În categoria fotopolimerilor, DTG oferă două materiale plastice rezistente la căldură.