Kaj so toplotno odporne plastike?

Plastika se uporablja na praktično vseh trgih zaradi enostavne izdelave, nizke cene in širokega spektra gradenj. Poleg običajne plastike za splošno uporabo obstaja tudi razred dovršene toplotno odporne plastike.plastikaki lahko prenesejo temperaturne ravni, ki jih ne morejo. Te plastike se uporabljajo v zahtevnih aplikacijah, kjer je bistvena kombinacija odpornosti na toploto, mehanske trdnosti in odpornosti na ostre površine. Ta objava bo pojasnila, kaj so toplotno odporne plastike in zakaj so tako koristne.

Kaj je toplotno odporna plastika?

Toplotno odporna plastika je običajno katera koli vrsta plastike, ki ima stalno temperaturo uporabe nad 150 °C (302 °F) ali začasno odpornost na neposredno izpostavljenost 250 °C (482 °F) ali več. Z drugimi besedami, izdelek lahko prenese postopke pri nad 150 °C in lahko prenese kratkotrajne izpostavljenosti pri 250 °C ali več. Poleg toplotne odpornosti imajo te plastike običajno izjemne mehanske lastnosti, ki so pogosto primerljive s kovinami. Toplotno odporne plastike so lahko v obliki termoplastov, duroplastov ali fotopolimerov.

Plastika je sestavljena iz dolgih molekularnih verig. Pri segrevanju se vezi med temi verigami poškodujejo, zaradi česar se izdelek odtali. Plastika z nižjimi temperaturami taljenja je običajno sestavljena iz alifatskih obročev, medtem ko so visokotemperaturne plastike sestavljene iz dišečih obročev. Pri dišečih obročih je treba poškodovati dve kemični vezi (v primerjavi z enojno vezjo alifatskih obročev), preden se ogrodje razgradi. Zato je te izdelke težje stopiti.

Poleg osnovne kemije je mogoče toplotno odpornost plastike povečati z uporabo sestavin. Med najpogostejšimi dodatki za izboljšanje temperaturne odpornosti so steklena vlakna. Vlakna imajo tudi dodatno prednost, da povečajo skupno tesnost in vzdržljivost materiala.

Obstajajo različne tehnike za določanje toplotne odpornosti plastike. Najpomembnejše so navedene tukaj:

• Raven temperature toplotne deformacije (HDT) – To je temperatura, pri kateri se plastika poškoduje pri vnaprej določenih serijah. Ta mera ne upošteva možnih dolgoročnih učinkov na izdelek, če se ta temperatura vzdržuje dlje časa.
• Temperatura steklastega prehoda (Tg) – V primeru amorfne plastike Tg opisuje temperaturo, pri kateri material postane gumijast ali viskozen.
• Temperatura neprekinjene uporabe (CUT) – Določa optimalno temperaturo, pri kateri se lahko plastika neprekinjeno uporablja brez znatnega uničenja njenih mehanskih lastnosti v celotni načrtovani življenjski dobi dela.

Zakaj uporabljati toplotno odporne plastike?

Plastika se pogosto uporablja. Zakaj pa bi kdo uporabljal plastiko za visokotemperaturne aplikacije, če pa lahko jekla enako delujejo v veliko širših temperaturnih razponih? Tukaj je nekaj razlogov, zakaj:

1. Manjša teža – Plastika je lažja od kovin. Zato je odlična za uporabo v vozilih in letalski industriji, kjer se za izboljšanje splošne učinkovitosti zanašajo na lahke elemente.
2. Odpornost proti rji – Nekatere plastike so veliko bolj odporne proti rji kot jekla, ko so izpostavljene najrazličnejšim kemikalijam. To je lahko bistveno za aplikacije, ki vključujejo tako vročino kot tudi ostre atmosfere, kot so tiste v kemični industriji.
3. Prilagodljivost proizvodnje – Plastične komponente je mogoče izdelati z uporabo tehnologij velikega obsega proizvodnje, kot je brizganje. To ima za posledico dele, ki so na enoto cenejši od njihovih kovinskih ustreznikov, rezkanih s CNC. Plastične dele je mogoče izdelati tudi s 3D-tiskanjem, ki omogoča kompleksne postavitve in večjo prilagodljivost oblikovanja, kot bi jo lahko dosegli z uporabo CNC obdelave.
4. Izolator – Plastika lahko deluje tako kot toplotni kot električni izolator. Zaradi tega je idealna tam, kjer bi električna prevodnost lahko poškodovala občutljive elektronske naprave ali kjer bi toplota negativno vplivala na delovanje komponent.

Vrste plastike, odporne na visoke temperature

Obstajata dve glavni skupini termoplastov – in sicer amorfni in polkristalni plastiki. V vsaki od teh skupin najdemo toplotno odporne plastike, kot je prikazano v točki 1 spodaj. Glavna razlika med tema dvema je njuno talilno delovanje. Amorfni material nima natančnega tališča, ampak se precej počasi mehča, ko temperatura narašča. Polkristalni material ima v primerjavi z njim zelo ostro tališče.

Spodaj je navedenih nekaj izdelkov, ki so v ponudbiDTGČe potrebujete izdelek s podrobnostmi, ki niso navedeni tukaj, pokličite zastopnika DTG.

Polieterimid (PEI).

Ta material, ki ga običajno poznamo pod trgovskim imenom Ultem, je amorfna plastika z izjemnimi toplotnimi in mehanskimi lastnostmi. Je tudi negorljiv, tudi brez kakršnih koli sestavin. Vendar pa je treba posebno negorljivost preveriti v podatkovnem listu izdelka. DTG ponuja dve kakovosti plastike Ultem za 3D-tiskanje.

Poliamid (PA).

Poliamid, ki je znan tudi pod trgovskim imenom najlon, ima odlične lastnosti odpornosti na toploto, še posebej, če je kombiniran z dodatki in polnili. Poleg tega je najlon izjemno odporen proti obrabi. DTG ponuja vrsto temperaturno odpornih najlonov z različnimi polnili, kot je prikazano spodaj.

Fotopolimeri.

Fotopolimeri so posebne plastike, ki se polimerizirajo le pod vplivom zunanjega vira energije, kot je UV-svetloba ali določen optični mehanizem. Te materiale je mogoče uporabiti za izdelavo visokokakovostnih tiskanih delov z zapletenimi geometrijami, ki jih z drugimi proizvodnimi tehnologijami ni mogoče doseči. V kategoriji fotopolimerov DTG ponuja dve toplotno odporni plastiki.