Čo sú to tepluvzdorné plasty?

Plasty sa používajú prakticky na každom trhu kvôli ich jednoduchej výrobe, lacnosti a širokej škále konštrukcií. Okrem bežných komoditných plastov existuje trieda sofistikovaných tepelne odolných plastov.plastyktoré dokážu odolať teplotným úrovniam, ktoré to nedokážu. Tieto plasty sa používajú v sofistikovaných aplikáciách, kde je nevyhnutná kombinácia odolnosti voči teplu, mechanickej pevnosti a odolnosti voči drsnému počasiu. Tento príspevok objasní, čo sú tepelne odolné plasty a prečo sú také výhodné.

Čo je to tepelne odolný plast?

Tepelne odolný plast je typicky akýkoľvek typ plastu, ktorý má trvalú teplotu vyššiu ako 150 °C (302 °F) alebo dočasnú odolnosť voči priamemu vystaveniu 250 °C (482 °F) alebo viac. Inými slovami, materiál znesie procesy pri teplote nad 150 °C a krátkodobé pôsobenie pri teplote 250 °C alebo vyššej. Okrem tepelnej odolnosti majú tieto plasty zvyčajne vynikajúce mechanické vlastnosti, ktoré sa často vyrovnajú vlastnostiam kovov. Tepelne odolné plasty môžu mať formu termoplastov, termosetov alebo fotopolymérov.

Plasty sa skladajú z dlhých molekulárnych reťazcov. Pri zahrievaní sa väzby medzi týmito reťazcami poškodia, čo spôsobí, že sa produkt roztopí. Plasty so zníženými teplotami topenia sa zvyčajne skladajú z alifatických kruhov, zatiaľ čo vysokoteplotné plasty sa skladajú z vonných kruhov. V prípade vonných kruhov je potrebné poškodiť dve chemické väzby (v porovnaní s jednou väzbou alifatických kruhov), kým sa štruktúra rozpadne. Preto je ťažšie tieto produkty roztaviť.

Okrem základného chemického zloženia je možné tepelnú odolnosť plastov zvýšiť pomocou prísad. Medzi najbežnejšie prísady na zvýšenie teplotnej odolnosti patria sklenené vlákna. Vlákna majú tiež ďalšiu výhodu v tom, že zvyšujú celkovú tesnosť a pevnosť materiálu.

Existujú rôzne techniky na určenie tepelnej odolnosti plastu. Najdôležitejšie sú uvedené tu:

• Teplotná úroveň tepelnej deformácie (HDT) – Toto je teplota, pri ktorej sa plast poškodí pri použití vopred definovaných šarží. Toto opatrenie nezohľadňuje potenciálne dlhodobé účinky na produkt, ak sa táto teplota udržiava dlhší čas.
• Teplota zmeny skla (Tg) – V prípade amorfného plastu Tg opisuje teplotu, pri ktorej sa materiál mení na gumovitý alebo viskózny.
• Teplota nepretržitého používania (CUT) – Určuje optimálnu teplotu, pri ktorej sa plast môže nepretržite používať bez podstatného poškodenia jeho mechanických vlastností počas celej životnosti dielu.

Prečo používať tepelne odolné plasty?

Plasty sa bežne používajú. Prečo by však niekto používal plasty na aplikácie pri vysokých teplotách, keď ocele dokážu vykonávať rovnaké funkcie v oveľa širších teplotných rozsahoch? Tu je niekoľko dôvodov, prečo:

1. Nižšia hmotnosť – Plasty sú ľahšie ako kovy. Sú preto vynikajúce pre aplikácie v automobilovom a leteckom priemysle, ktoré sa spoliehajú na ľahké prvky na zvýšenie celkovej účinnosti.
2. Odolnosť voči hrdzi – Niektoré plasty majú oveľa lepšiu odolnosť voči hrdzi ako ocele, keď sú vystavené širokej škále chemikálií. To môže byť nevyhnutné pre aplikácie, ktoré zahŕňajú teplo aj drsné prostredie, ako napríklad v chemickom priemysle.
3. Flexibilita výroby – Plastové komponenty je možné vyrábať pomocou technológií veľkoobjemovej výroby, ako je vstrekovanie plastov. Výsledkom sú diely, ktoré sú na jednotku lacnejšie ako ich kovové náprotivky obrábané CNC. Plastové diely je možné vyrábať aj pomocou 3D tlače, ktorá umožňuje zložité rozloženie a lepšiu flexibilitu dizajnu, ako by sa dalo dosiahnuť použitím CNC obrábania.
4. Izolant – Plasty môžu pôsobiť ako tepelné aj elektrické izolanty. Vďaka tomu sú ideálne tam, kde by elektrická vodivosť mohla poškodiť citlivé elektronické zariadenia alebo kde by teplo mohlo negatívne ovplyvniť funkciu súčiastok.

Druhy plastov odolných voči vysokým teplotám

Existujú 2 hlavné skupiny termoplastov – a to amorfné a semikryštalické plasty. Tepelne odolné plasty možno nájsť v každej z týchto skupín, ako je znázornené v bode 1 nižšie. Hlavný rozdiel medzi týmito dvoma je ich schopnosť topenia. Amorfný materiál nemá presný bod topenia, ale pomerne pomaly mäkne so zvyšujúcou sa teplotou. Semikryštalický materiál má naproti tomu veľmi ostrý bod topenia.

Nižšie sú uvedené niektoré produkty, ktoré ponúkaDTGAk potrebujete podrobný produkt, ktorý tu nie je uvedený, zavolajte agentovi DTG.

Polyéterimid (PEI).

Tento materiál je bežne známy pod obchodným názvom Ultem a ide o amorfný plast s výnimočnými tepelnými a mechanickými vlastnosťami. Je tiež odolný voči ohňu aj bez akýchkoľvek prísad. Konkrétnu odolnosť voči ohňu je však potrebné overiť v technickom liste produktu. Spoločnosť DTG dodáva dva druhy plastov Ultem pre 3D tlač.

Polyamid (PA).

Polyamid, ktorý je tiež známy pod obchodným názvom Nylon, má vynikajúce tepelnoizolačné vlastnosti, najmä v kombinácii s prísadami a výplňovými materiálmi. Okrem toho je nylon mimoriadne odolný voči oderu. DTG ponúka širokú škálu teplotne odolných nylonov s mnohými rôznymi výplňovými materiálmi, ako je uvedené nižšie.

Fotopolyméry.

Fotopolyméry sú odlišné plasty, ktoré polymerizujú iba pod vplyvom vonkajšieho zdroja energie, ako je UV svetlo alebo konkrétny optický mechanizmus. Tieto materiály sa dajú použiť na výrobu vysokokvalitných lisovaných dielov so zložitými geometriami, ktoré nie je možné vyrobiť s inými výrobnými technológiami. V kategórii fotopolymérov spoločnosť DTG ponúka dva tepelne odolné plasty.