Знания о термостойких пластмассах

Производители, как правило, используют такие металлы, как никель и нержавеющая сталь, для высокопроизводительных приложений из-за их высокой термостойкости. Например, сплавы на основе никеля сохраняют свою прочность в условиях высокой температуры, циклического теплового воздействия и высокого содержания углерода. Хотя металлы, как правило, более термостойкие, чем пластмассы, во многих случаях инженеры могут извлечь выгоду из использования термостойких пластмасс для своих высокопроизводительных приложений.

Термостойкие пластики – это полимерные материалы, способные выдерживать продолжительные рабочие температуры до 300 °F и выше без какого-либо негативного влияния на их механические свойства.

Термостойкие пластмассы делятся на две категории:термореактивные пластмассы и термопласты. Термореактивные пластмассы — это пластмассы, которые затвердевают при нагревании и не могут быть изменены после отверждения. Высокоэффективные термопласты — это пластмассы, которые плавятся при нагревании, становятся твердыми при охлаждении и могут быть переплавлены после охлаждения. На структурную целостность термопластов влияют такие факторы, как собственная температура стеклования (Tg) и температура плавления различных материалов. Существуют варианты высокоэффективных термопластов, которые сохраняют свои структурные свойства при температурах выше 150 °C и кратковременно при температурах выше 250 °C.

В дополнение к термостойкости они также могут проявлять химическую стойкость, коррозионную стойкость, малый вес материала, электрическую и термическую стойкость и другие благоприятные характеристики в зависимости от их состава. Эти различные качества делают их пригодными для широкого спектра промышленных применений.

Ниже мы сосредоточимся на некоторых из лучших термостойких пластиков и их характеристиках, чтобы помочь читателям определить, какой из них подходит для их нужд. Кроме того, мы также описываем некоторые типичные области применения термостойких пластиков.

Существует много типов термостойких пластиков, каждый из которых имеет свои уникальные преимущества и недостатки, что делает его пригодным для различных применений. Ниже приведен список из 4 термостойких пластиков, которые были тщательно исследованы:

• ПТФЭ (политетрафторэтилен)
• PEEK (полиэфирэфиркетон)
• ПЭИ (полиэфиримид)
• ПАИ (полиамид-имид)

ПТФЭ (политетрафторэтилен).

Политетрафторэтилен, обычно известный под торговой маркой Teflon™, имеет низкий коэффициент трения и высокую химическую стойкость. Он также обладает отличной прочностью на изгиб, электрическим сопротивлением, атмосферостойкостью и термической стабильностью. Тефлоновые прокладки подходят для температурного диапазона от -328°F до 500°F.

Он имеет хорошую прочность, достаточную устойчивость к атмосферным воздействиям и хорошую электрическую изоляцию в жарких и влажных средах.

Политетрафторэтилен хорошо работает при экстремально высоких и низких температурах, но его механические свойства обычно не такие, как у пластмасс при комнатной температуре. Он чувствителен к ползучести, истиранию и излучению, а его дым может быть токсичным. Кроме того, стоит отметить, что стоимость обработки ПТФЭ довольно высока.

PEEK ( П полиэфирэфиркетон)

PEEK — это высокоэффективный инженерный термопласт с полукристаллической структурой. Он обладает характеристиками химической стойкости, стойкости к истиранию, сопротивления усталости, ползучести и термостойкости. Этот материал очень прочен и может выдерживать суровые условия окружающей среды, поэтому производители используют его в качестве заменителя металла во многих приложениях, поскольку они позволяют материалу оставаться прочным и адаптируемым к суровым условиям окружающей среды. PEEK может кратковременно выдерживать температуру до 310°C, а его температура плавления превышает 371°C. Что еще более важно, он обладает самой высокой прочностью на растяжение и изгиб среди всех высокоэффективных полимеров.

Некоторые из недостатков PEEK включают восприимчивость к серной кислоте, азотной кислоте, хлорной кислоте, галогенам и натрию, а также низкую устойчивость к ультрафиолетовому излучению. Это также дорого, поэтому его можно использовать только в требовательных приложениях.

PEI (полиэфиримид)

PEI (обычно только Ultem® в качестве торговой марки) является одним из немногих аморфных термопластов на рынке. Он прочный, химически стойкий, огнестойкий и обладает самой высокой диэлектрической прочностью среди всех термопластов с высокими эксплуатационными характеристиками. Этот материал имеет чрезвычайно высокую температуру плавления 219 °C и максимальную непрерывную рабочую температуру 170 °C.

ULTEM — одна из немногих смол, используемых в коммерческой аэрокосмической промышленности — она превосходит другие термопласты по сопротивлению ползучести и хорошо сохраняется в присутствии различных видов топлива и охлаждающих жидкостей. Однако он имеет тенденцию к растрескиванию в присутствии полярных хлорированных растворителей.

ПАИ (полиамид-имид)

PAI — еще один высокоэффективный термопласт с высокой термостойкостью, высокой термической стабильностью, хорошей химической стойкостью и износостойкостью при высоких температурах до 275°C. PAI также обладает высокой прочностью на растяжение и сжатие. Полиамидимид можно перерабатывать методами литья под давлением и прессования. PAI также обладает отличной размерной стабильностью благодаря высокой устойчивости к сжатию, ударам и ползучести.

Термостойкие пластиковые аппликации

Термостойкие пластмассы бывают разных форм, и эти различные формы материалов используются для изготовления деталей и изделий, используемых в самых разных отраслях промышленности. Например:

• Используется в термостойких и ударопрочных деталях в аэрокосмической, автомобильной и стекольной промышленности.
• Используется для термостойких, радиационно-стойких, хорошо изолирующих или особо проводящих компонентов в электротехнической и полупроводниковой промышленности.
• Используется для стерилизации и защиты от гидролиза компонентов в производстве медицинского оборудования.
• Радиационная защита и противорадиационные компоненты, используемые в атомной энергетике и рентгеновских технологиях.
• Используется в различных компонентах химической промышленности.

Термостойкие пластмассы играют жизненно важную роль во многих отраслях промышленности. Их термическая стабильность в сочетании с другими полезными свойствами делает их подходящими заменителями металлов в бесчисленных областях применения. Кроме того, в зависимости от их состава, они могут быть лучшим выбором материала. Например, в некоторых случаях замена металлических деталей пластиковыми может уменьшить вес компонента, продлить срок его службы и повысить производительность компонента.