مطالب مرتبط

5 پلاستیک مقاوم در برابر حرارت

Posted on جولای 24, 2024جولای 24, 2024 by Mr.JiliBili

5 پلاستیک مقاوم در برابر حرارت

سازندگان تمایل دارند از فلزاتی مانند نیکل و فولاد ضد زنگ برای کاربردهای با کارایی بالا استفاده کنند زیرا در برابر حرارت بسیار مقاوم هستند. به عنوان مثال، آلیاژهای مبتنی بر نیکل، استحکام خود را در محیط‌هایی با دمای بالا، قرار گرفتن در معرض حرارتی چرخه‌ای و سطوح بالای کربن حفظ می‌کنند. اگرچه فلز نسبت به پلاستیک در برابر حرارت مقاوم‌تر است، اما موارد زیادی وجود دارد که مهندسان از پلاستیک‌های مقاوم در برابر حرارت برای کاربردهای با کارایی بالا استفاده می‌کنند.

پلاستیک های مقاوم در برابر حرارت به دو دسته کلی تقسیم می شوند – ترموست و گرمانرم. ترموست ها پلاستیک هایی هستند که هنگام قرار گرفتن در معرض گرما سفت می شوند و پس از پخت نمی توان آنها را تغییر شکل داد. ترموپلاستیک‌های با کارایی بالا پلاستیک‌هایی هستند که با گرم شدن مذاب، در صورت سرد شدن جامد می‌شوند و پس از سرد شدن می‌توانند دوباره ذوب شوند. یکپارچگی ساختاری ترموپلاستیک ها تحت تأثیر عواملی مانند دمای انتقال شیشه ای Tgو نقطه ذوب ذاتی هر ماده است. انتخاب‌هایی از ترموپلاستیک‌های با کارایی بالا وجود دارد که قابلیت‌های ساختاری خود را بالای 150 درجه سانتی‌گراد و کوتاه‌مدت بالای 250 درجه سانتی‌گراد حفظ می‌کنند.

این مواد علاوه بر اینکه در برابر حرارت مقاوم هستند، در برابر مواد شیمیایی، مقاوم در برابر خوردگی و عایق های الکتریکی و حرارتی عالی هستند. کاربردهای معمول با کارایی بالا شامل اجزای پیستونی در صنعت خودروسازی، مجرای کابل در صنعت هوافضا، اتصالات زیر دریا در صنعت نیمه هادی ها و غیره است. هنگام طراحی قطعاتی که در تماس با دمای بسیار بالا قرار می گیرند، تیم های محصول باید تولید با این پنج پلاستیک مقاوم در برابر حرارت را در نظر بگیرند.

5 پلاستیک مقاوم در برابر حرارت

ترموپلاستیک ها مقاومت حرارتی خود را از ساختار مولکولی خود به دست می آورند. هنگامی که به جای گروه های آلیفاتیک حلقه های معطر سفت و سخت به رزین اضافه می شود، ستون فقرات زنجیره مولکولی محدود و تقویت می شود به گونه ای که برای شکستن زنجیره باید دو پیوند شیمیایی شکسته شود. با این ساختار جدید، مقاومت شیمیایی و حرارتی یک ترموپلاستیک می تواند برابر یا بهتر از یک ترموست باشد.

ترموپلاستیک ها

در اینجا پنج پلاستیک وجود دارد که می توانند گرما را تحمل کنند.

Polyetherimide (PEI)

ULTEM®، نام تجاری پلی اتریمید PEI، یکی از معدود ترموپلاستیک های آمورف تجاری موجود در بازار امروز است. این ماده قوی، مقاوم در برابر مواد شیمیایی و شعله است و بیش از 35 سال است که جزء اصلی صنعت تولید بوده است. ULTEM متمایز است زیرا دارای بالاترین استحکام دی الکتریک در بین هر ترموپلاستیک با عملکرد بالا است.

این ماده دارای نقطه ذوب بسیار بالا 219 درجه سانتیگراد و حداکثر دمای سرویس مداوم 170 درجه سانتیگراد است که آن را برای بردهای مدار، تجهیزات استریل کردن مواد غذایی و به ویژه قطعات هواپیما ایده آل می کند. ULTEM یکی از معدود رزین‌هایی است که در صنعت هوافضای تجاری مورد استفاده قرار می‌گیرد – از نظر مقاومت در برابر خزش، از سایر ترموپلاستیک‌ها غلبه می‌کند و در حضور سوخت‌ها و خنک‌کننده‌های مختلف به خوبی مقاومت می‌کند. با این حال، در حضور حلال های کلردار قطبی تمایل به ترک خوردن دارد. این ماده را می توان در مسدود کننده های آتش و روکش صندلی های هواپیما یافت.

ULTEM مانند بسیاری از پلاستیک های دیگر در این لیست نسبتاً گران است. همچنین مقاومت ضربه ای و دمای قابل استفاده کمتری نسبت به PEEK دارد.

مزایای ULTEM:

مقاومت در برابر خزش بهتر از ترموپلاستیک ها

در برابر سوخت و خنک کننده مقاومت می کند

معایب ULTEM:

در حضور حلال های کلردار قطبی تمایل به ترک خوردن دارد

نسبتا گران است

Polyether Ether Ketone (PEEK)

PEEK که مخفف پلی اتر کتون است، یک ترموپلاستیک مهندسی نیمه کریستالی با کارایی بالا است که در برابر مواد شیمیایی، سایش، خستگی، خزش و گرما مقاوم است.

این ماده به قدری قوی و سازگار با محیط های سخت است که سازندگان بدون توجه به دما از آن به عنوان جایگزینی برای فلز در بسیاری از کاربردها استفاده می کنند. PEEK می تواند دمای 310 درجه سانتیگراد را برای دوره های کوتاه تحمل کند و نقطه ذوب آن بیش از 371 درجه سانتیگراد است. علاوه بر این، بالاترین استحکام کششی و خمشی را در بین پلیمرهای با کارایی بالا دارد.

با توجه به دوام فلز مانند، PEEK به طور گسترده ای برای انواع دستگاه های پزشکی، اجزای فعال در گیربکس خودرو و قطعات بیرونی هواپیما استفاده می شود. این مزیت افزوده آسان بودن ماشین‌کاری از طریق قالب‌گیری تزریقی یا اکستروژن است و PEEK جامد با ماشین‌کاری CNC سازگار است.

این ترموپلاستیک محبوب دارای چند اشکال کوچک است، از جمله حساسیت آن به نور UV و اسیدهای خاص. با این حال، PEEK هنوز یک ترموپلاستیک بسیار همه کاره است که همه مهندسان باید در کارنامه خود داشته باشند.

مزایای PEEK:

قوی و سازگار با محیط های سخت

بالاترین مقاومت کششی و خمشی

قابلیت ماشینکاری قالب گیری تزریقی آسان

سازگار با ماشینکاری cnc

معایب PEEK:

حساسیت به نور UV و اسیدهای خاص

Polytetrafluoroethylene (PTFE)

PTFE که معمولاً به عنوان تفلون شناخته می شود، یک پلاستیک نرم، مقاوم در برابر حرارت و اصطکاک کم با مقاومت شیمیایی استثنایی است. دارای مقاومت خمشی بالا، مقاومت مناسب در برابر هوا و قدرت عایق الکتریکی خوب در هر دو محیط گرم و مرطوب است.

PTFE که معمولاً به عنوان تفلون شناخته می شود، یک پلاستیک نرم، مقاوم در برابر حرارت و اصطکاک کم با مقاومت شیمیایی استثنایی است. دارای مقاومت خمشی بالا، مقاومت مناسب در برابر هوا و قدرت عایق الکتریکی خوب در هر دو محیط گرم و مرطوب است.

PTFE منحصر به فرد است زیرا تقریباً از نظر شیمیایی کاملاً بی اثر است و در اکثر حلال ها بسیار نامحلول است و آن را برای کاربردهای با دمای بالا ایده آل می کند. PTFE دارای یکی از بالاترین نقطه ذوب در بین هر ترموپلاستیک در دمای 327 درجه سانتیگراد و محدوده دمای عملیاتی بسیار بالایی است. از نظر حرارتی به اندازه‌ای پایدار است که می‌توان آن را در هر مکانی بین -200 تا +260 درجه سانتی‌گراد استفاده کرد.

PTFE بیشتر برای کاربردهای تجاری آن شناخته شده است. همچنین برای محافظت از لوله ها در برابر مواد خورنده، مبدل های حرارتی پوشش، و عایق سازی برای اجزای الکتریکی استفاده می شود.

PTFE در دماهای بسیار بالا و پایین برتری دارد، اما خواص مکانیکی آن معمولاً نسبت به پلاستیک های قابل مقایسه در دمای اتاق پایین تر است. به خزش، سایش و تشعشع حساس است و بخارات آن می‌تواند سمی باشد. همچنین، شایان ذکر است که پردازش PTFE نسبتاً گران است.

مزایای PTFE:

استحکام خمشی بالا

مقاومت کافی در برابر هوا

قدرت عایق الکتریکی خوب در هر دو محیط گرم و مرطوب

معایب PTFE:

نسبت به پلاستیک های قابل مقایسه در دمای اتاق پایین تر است

به خزش، سایش و تشعشع حساس است

فس می تواند سمی باشد

پردازش نسبتاً گران است

Polybenzimidazole (PBI)

پلی بنزیمیدازول PBIدارای بالاترین مقاومت در برابر حرارت و سایش، استحکام و پایداری خواص مکانیکی در بین هر ترموپلاستیک مهندسی موجود در بازار است. الیاف PBI نقطه ذوب مشخصی ندارند، نمی سوزند و به پلاستیک های دیگر نمی چسبند.

این ماده دارای حداکثر دمای سرویس مداوم 398 درجه سانتی گراد در محیط های بی اثر، 343 درجه سانتی گراد در هوا و پتانسیل قرار گرفتن در معرض کوتاه مدت تا 537 درجه سانتی گراد است.

با وجود تمام نقاط قوت، PBI بسیار گران است و ساخت آن دشوار است. مهندسان اغلب مجبورند از ابزارهای الماسی برای ماشینکاری این ماده استفاده کنند که باعث افزایش هزینه ها می شود. از نقطه نظر طراحی، یکی از اشکالات مهم PBI حساسیت بریدگی آن است. طراحان محصول باید مراقب باشند که از هرگونه لبه یا گوشه تیز اجتناب کنند و تمام سطوح را صاف کنند.

مزایای PBI:

پایداری بالا

مقاومت در برابر حرارت شدید – بالاترین در بین هر ترموپلاستیک موجود در بازار امروز

الیاف نقطه ذوب ندارند – آنها نمی سوزند و به پلاستیک های دیگر نمی چسبند

معایب PBI:

گران و سخت برای ساخت

حساسیت بریدگی بالا

Polydicyclopentadiene (pDCPD)

پلی دی سیکلوپنتادین pDCPDیک پلیمر گرماسخت مهندسی شده سفارشی است که برای ارائه ترکیبی عالی از مقاومت شیمیایی، خوردگی و حرارت، به علاوه سفتی و استحکام ضربه طراحی شده است.

این ماده انعطاف‌پذیری قالب‌گیری یک ترموست را با ویژگی‌های عملکرد بالا ترموپلاستیک‌های مهندسی برتر ترکیب می‌کند. دارای دمای انحراف حرارتی تا 120 درجه سانتیگراد است.

pDCPD منحصر به فرد است زیرا عملاً هیچ محدودیتی در اندازه یا وزن قطعه ندارد – قطعات با ضخامت دیواره متغیر، دنده های سفت کننده قالب گیری شده و موارد دیگر باعث کاهش سرعت تولید نمی شوند. pDCPD یک ماده نسبتاً جدید است و هنوز کاربردهای آن محدود است، اما در تجهیزات فرآیند شیمیایی مقاوم در برابر خوردگی، مخازن سپتیک و تجهیزات تصفیه آب نویدبخش است.

مزایای pDCPD:

ترکیبی از مقاومت شیمیایی، خوردگی و حرارت است

بدون محدودیت اندازه یا وزن قطعه – تولید را کند نمی کند

انعطاف پذیری قالب گیری را با عملکرد بالا ترکیب می کند

معایب pDCPD:

مواد جدید: برنامه های کاربردی محدود است

آیا تولیدکنندگان می توانند مقاومت حرارتی را بهبود بخشند

مهندسان و تولیدکنندگان می‌توانند با استفاده از افزودنی‌ها و/یا تثبیت‌کننده‌های حرارتی، گرما را افزایش داده و عملکرد بیشتر انواع پلاستیک‌ها را بهبود بخشند. سه نوع از رایج ترین افزودنی ها عبارتند از آنتی اکسیدان ها، بازدارنده های شعله و کمک های پردازش. هر افزودنی ویژگی متفاوتی را ارائه می دهد و به دوام پلیمر کمک می کند.

تثبیت کننده های حرارتی از پلیمر در برابر آسیب حرارتی در طول ساخت یا در طول استفاده معمولی قطعه نهایی محافظت می کنند و امروزه به اکثر پلیمرها اضافه می شوند. تثبیت کننده های حرارتی همچنین می توانند ظاهر، استحکام و خاصیت ارتجاعی پلیمر را حفظ کنند.

برای کمک به انتخاب مواد، یک سازنده خبره انتخاب کنید

برای کاربردهای با دمای بالا، هر یک از این پلاستیک‌های با کارایی بالا واقعاً می‌تواند گرما را تحمل کند. با این حال، فقط هر ماده ای کار نمی کند. مهندسان باید تحقیقات خود را انجام دهند تا اطمینان حاصل کنند که پلاستیک مقاوم در برابر حرارت را انتخاب می کنند که برای کاربرد خاص آنها مناسب است. اگر مهندسان مواد اشتباهی را انتخاب کنند، خطر به خطر افتادن عملکرد قطعه خود را دارند و مجبور می شوند از ابتدا شروع کنند.

یک شریک تولیدی با تجربه مانند پنتوس می تواند به لطف خدمات مشاوره مهندسی متخصص ما، فرآیند انتخاب مواد را بدون استرس انجام دهد. ما می‌توانیم به هر تیم محصولی کمک کنیم تا مواد مناسب را برای بخش و نیازهای منحصر به فرد خود انتخاب کند.

فراتر از انتخاب مواد، تیم مهندسین و طراحان باتجربه ما آماده هستند تا فرآیند توسعه محصول را ساده کرده و قطعاتی با کیفیت برتر را با نرخ های مقرون به صرفه و جدول زمانی سریع ارائه دهند – بنابراین هر مشتری می تواند مطمئن باشد که بهترین محصول را برای بهترین معامله دریافت می کند. . برای دریافت قیمت امروز با ما تماس بگیرید.

Mr.JiliBili

دیدگاهتان را بنویسید لغو پاسخ