Що таке термостійкий пластик?

Пластмаси використовуються практично на всіх ринках через зручність виробництва, недорогість і широкий асортимент будівель. Окрім звичайного товарного пластику, існує клас високоякісної термостійкостіпластмасиякі можуть витримати рівні температури, які не можуть. Ці пластики використовуються в складних сферах застосування, де необхідне поєднання термостійкості, механічної міцності та жорсткої стійкості. Цей пост роз’яснить, що таке термостійкий пластик і чому він такий вигідний.

Що таке термостійкий пластик?

Термостійкий пластик – це, як правило, будь-який тип пластику, який має рівень температури безперервного використання вище 150 °C (302 °F) або стійкість до тимчасового прямого впливу 250 °C (482 °F) або більше. Іншими словами, продукт може витримувати процедури при температурі понад 150 °C і може витримувати короткі перебування при температурі вище 250 °C. Окрім термостійкості, ці пластики зазвичай мають феноменальну механічну структуру, яка часто може зрівнятися з металами. Термостійкі пластмаси можуть мати форму термопластів, реактопластів або фотополімерів.

Пластмаси складаються з довгих молекулярних ланцюгів. Під час нагрівання зв’язки між цими ланцюгами пошкоджуються, що призводить до розморожування продукту. Пластмаси зі зниженою температурою плавлення зазвичай складаються з аліфатичних кілець, тоді як високотемпературні пластмаси складаються з ароматичних кілець. У випадку ароматичних кілець два хімічні зв’язки повинні бути пошкоджені (порівняно з окремим зв’язком аліфатичних кілець), перш ніж каркас зруйнується. Таким чином, розплавити ці продукти складніше.

Окрім основного хімічного складу, термостійкість пластмаси можна підвищити за допомогою інгредієнтів. Серед найпоширеніших добавок для підвищення термостійкості – скловолокно. Волокна також мають додаткову перевагу у вигляді збільшення загальної герметичності та міцності матеріалу.

Існують різні методи визначення термостійкості пластику. Найбільш суттєві перераховані тут:

• Температурний рівень теплової деформації (HDT) – це температура, при якій пластик руйнуватиметься при попередньо визначених партіях. Цей захід не враховує очікуваний довгостроковий вплив на продукт, якщо ця температура підтримується протягом тривалого часу.
• Температура зміни скла (Tg) – у випадку аморфного пластику Tg описує температуру, за якої матеріал стає гумовим або в’язким.
• Температура безперервного використання (CUT) – визначає оптимальну температуру, за якої пластик може постійно використовуватися без суттєвого руйнування його механічних елементів протягом проектного терміну служби деталі.

Навіщо використовувати термостійкий пластик?

Широко використовуються пластмаси. Однак навіщо людині використовувати пластмаси для високотемпературних застосувань, коли сталі часто можуть виконувати ті самі характеристики в набагато ширших діапазонах температур? Ось кілька причин, чому:

1. Менша вага – пластик легший за метал. Таким чином, вони чудово підходять для застосування на ринках транспортних засобів та аерокосмічної промисловості, які покладаються на легкі елементи для підвищення загальної ефективності.
2. Стійкість до іржі – деякі пластмаси мають набагато кращу стійкість до іржі, ніж сталь, коли вони піддаються впливу різноманітних хімічних речовин. Це може мати важливе значення для застосувань, які включають як тепло, так і сувору атмосферу, наприклад, у хімічній промисловості.
3. Гнучкість виробництва – Пластикові компоненти можна виготовляти за допомогою технологій масового виробництва, таких як лиття під тиском. Це призводить до того, що деталі дешевші за одиницю, ніж їхні аналоги з металу, відфрезеровані на ЧПУ. Пластикові деталі також можна виготовляти за допомогою 3D-друку, який забезпечує складні макети та кращу гнучкість дизайну, ніж можна було б досягти за допомогою обробки з ЧПУ.
4. Ізолятор – пластмаси можуть виступати як тепловими, так і електричними ізоляторами. Це робить їх ідеальними там, де електропровідність може пошкодити чутливі електронні пристрої або де нагрівання може негативно вплинути на роботу компонентів.

Види пластмас, стійких до високих температур

Існує 2 основні групи термопластів, а саме аморфні та напівкристалічні пластики. Термостійкі пластмаси можна знайти в кожній із цих груп, як показано під номером 1 у списку нижче. Основною відмінністю між цими двома є їхня дія плавлення. Аморфний продукт не має точної точки плавлення, але досить повільно розм’якшується з підвищенням температури. Для порівняння, напівкристалічний матеріал має надзвичайно різку температуру плавлення.

Нижче наведено деякі продукти, які пропонує компаніяDTG. Зателефонуйте до агента DTG, якщо вам потрібні деталі продукту, які тут не вказані.

Поліефірімід (PEI).

Цей матеріал зазвичай розуміється під торговою назвою Ultem і являє собою аморфний пластик з винятковими термічними та механічними характеристиками. Він також вогнестійкий навіть без будь-яких інгредієнтів. Однак особливу вогнестійкість необхідно перевірити в техпаспорті виробу. DTG постачає пластик Ultem двох видів для 3D-друку.

Поліамід (ПА).

Поліамід, який додатково відомий під торговою назвою "Нейлон", має чудову термостійкість, особливо в поєднанні з інгредієнтами та наповнювачами. Крім того, нейлон надзвичайно стійкий до стирання. DTG пропонує різноманітні термостійкі нейлонові тканини з різними наповнювачами, як показано нижче.

Фотополімери.

Фотополімери — це окремі пластики, які полімеризуються лише під впливом зовнішнього енергетичного ресурсу, такого як ультрафіолетове світло або певний оптичний механізм. Ці матеріали можна використовувати для виготовлення опублікованих деталей найвищої якості зі складними геометріями, які неможливі за допомогою інших інновацій у виробництві. У категорії фотополімерів DTG пропонує 2 термостійкі пластики.