Els plàstics, classificats per la temperatura d’ús a llarg termini, es poden dividir en plàstics de propòsit general, plàstics d’enginyeria i plàstics d’alta temperatura, dels quals els plàstics d’alta temperatura també són coneguts com a plàstics resistents a la calor, plàstics d’alt rendiment, plàstics d’enginyeria especial, plàstics d’enginyeria especial I així successivament.
Els plàstics de propòsit general són plàstics que s’utilitzen durant un llarg període de temps a temperatures inferiors a 100 OC; Els cinc plàstics principals de propòsit general inclouen polietilè (polietilè, PE), polipropilè (polipropilè, PP), poliestirè (poliestirè, PS), clorur de polivinil (polivinil clorur, PVC) i acrionitril-butadiene-styrenene (abs); Tenen propietats mecàniques baixes, però s’utilitzen àmpliament en les indústries d’envasos, electrodomèstics i construcció a causa de la seva àmplia gamma d’aplicacions i excel·lents propietats de processament.
Els plàstics d’enginyeria són plàstics que s’utilitzen durant llargs períodes de temps a temperatures que van des dels 100 OC fins als 150 OC; Els cinc principals plàstics d’enginyeria inclouen el policarbonat (policarbonat, PC), el polioximetilè (polioximetilè, POM), el poliester (polibutilè tereftalat, PBT), la poliamida (poliamida, PA) i el politistidene (polifenilè, PA). Poliamida, PA) i òxid de polifenilè (PPO); Tenen bones propietats mecàniques, resistència química i resistència a l’abrasió, mitjançant l’addició de modificadors, poden optimitzar el material, els plàstics d’enginyeria fàcil de processar s’utilitzen àmpliament en indústries d’automoció, electrònica i maquinària.
Els plàstics d’alta temperatura són plàstics que es poden utilitzar durant molt de temps a temperatures superiors a 150 OC; Tenen moltes propietats excel·lents que només es poden manifestar a temperatures de treball elevades, incloses bones propietats mecàniques i excel·lent resistència química, però també resistència a la radiació, retardant de la flama i bones propietats elèctriques; Mitjançant la modificació, es pot millorar l’estabilitat dimensional i la rigidesa del material alhora que milloren les propietats de fricció i ajustant la conductivitat elèctrica; A les indústries militars, aviació, aeroespacial, automoció i petroli i gas, substituint metalls i ceràmiques tradicionals, els plàstics a alta temperatura continuen tenint noves i desafiants aplicacions, convertint-se en un dels productes plàstics amb més ràpid creixement.
1. Plàstic d’enginyeria de pont a plàstics d’alta temperatura - PPA, para
Les poliamides aromàtiques inclouen poliamida semi-aromàtica (poliftalamida, PPA) i poliamida totalment aromàtica (poliarlamida, para). En introduir segments de cadena amida semiaromàtica o totalment aromàtica que contenen anells de benzè a la cadena principal de la molècula alifàtica de PA, es milloren les propietats mecàniques, la resistència a la calor i l'estabilitat dimensional de la PA convencional.
Els principals proveïdors de PPA són BASF, DUPONT, DSM, EMS, EVONIK, KURARAY, MITSUI, SABIC i SOLVAY, i els comuns són PA4T, PA6T, PA9T, PA10T i altres PPAS.Table 1, prenent el Zytel® de DuPont com a exemple , mostra i compara les propietats de PA6, PA66 i PPA. PPA, on el PPA és PA6T/XT (hexametilendiamina + metilglutilenediamina + àcid tereftalic).
Els principals proveïdors de paràgrafs són DuPont, Kolon, Solvay, Teijin i Tayho, etc., els més famosos són el nomex de DuPont (poliisoftaloyl isophthalamide) i kevlar (tot-para-poliarylamida). Els principals formes de productes de nomex són paper (paper aïllant de paper (paper aïllant ), fulls i fibres; No té cap punt de fusió i comença a descomposar -se a 370 OC o superior; Té una gran resistència dielèctrica i les seves propietats es poden comparar amb PA6, PA66 i PPA. Va començar a descomposar -se; Alta resistència dielèctrica, pot suportar la tensió a curt termini de 40 kV/mm; Bona resistència mecànica (paper aïllant de 1,5 mm de gruix, resistència a la tracció de 1800 N/cm, allargament a la pausa 8,0%); En 220 OC es pot utilitzar durant molt de temps durant més de deu anys; Resistència a la corrosió química, resistència a la irradiació i retardant de la flama; S'utilitza principalment per a l'aïllament elèctric (per exemple, transformadors) i retardant de la flama, etc. El formulari principal de Kevlar és fibra i xapa; Sense punt de fusió, 427 OC per sobre de l’inici de la descomposició; Alta resistència, alta mòdul i duresa (resistència a la tracció de fibra de 3,6 GPa, mòdul a la tracció de 130 GPa, allargament al trencament del 3%); Ús a llarg termini de la temperatura de 180 OC; S'utilitza principalment com a fibres super-fortes i materials de reforç, utilitzats en militars, aviació i aeroespacial i altres components estructurals.
2. Exemples de substitució d’acer per plàstic - PPS, PAEK, PI
El sulfur de polifenilè (PPS) és una resina termoplàstica, semi-cristal·lina amb un enllaç de benzè-sofre a la cadena principal de la molècula. Els principals proveïdors de PPS són Celanese, DIC, Kureha, Polypllastics, Solvay, Toray, Tosoh i Zhejiang NHU NHU .PPS es pot utilitzar durant un llarg període de temps a temperatures que oscil·la entre 180 i 220 OC amb baixa absorció d'aigua i una bona estabilitat dimensional. Es pot utilitzar durant molt de temps en el rang de temperatura de 180 a 220 OC, amb una absorció d’aigua molt baixa i una bona estabilitat dimensional. Després de la modificació, s'utilitza àmpliament com a material estructural a les indústries electròniques, elèctriques i d'automoció. La taula 2, mostra com a exemple les propietats del PPS amb el Fortron® de Celanese.
Polyaryletherketon (PAEK) és un termoplàstic semi-cristal·lí, termoplàstic, que inclou principalment polietherketona (PEK), polietheretherketona (PEEK), polietherketonetona (PEKK), etc. Pekk), etc. La diferència entre les diverses varietats de PAEK és la composició química, l'ordre i la proporció de cetona d'èter, la temperatura de transició del vidre de 143 a 175 OC, el punt de fusió de 338 a 375 OC. L’estructura molecular PAEK conté anell de benzè, amb bones propietats mecàniques, aïllament elèctric i resistència química; Enllaç d’èter i de manera que tingui un flexible i es pot modelar amb el mètode de processament termoplàstic. Els principals proveïdors de PAEK són Akro-plàstic, celanès, Evonik, Solvay i Victrex. La taula 3, per exemple, mostra les propietats de Peek de Victrex. Val la pena esmentar que PEEK es desenvolupa ràpidament per a cables i pols d’impressió 3D, que estan disponibles per proveïdors com Lehvoss, IndMatec, Conceptes sòlids i altres.
La polimida (PI) és un polímer que conté un imide (-Co-NH-Co-) a la cadena principal, incloent tres tipus alifàtics, semiaromàtics i aromàtics de tres tipus, termoplàstics i termosetting. La PI no té un punt de fusió significatiu, una gran resistència a la temperatura de fins a 400 OC, altes propietats aïllants; àmpliament utilitzat en el camp de l’aviació, aeroespacial, microelectrònica, nano, cristall líquid, membranes de separació, làser, etc. La forma principal del producte de PI. Les principals formes de producte de PI són pel·lícules, fibres, escumes i resines. 3e Etese, Arakawa, DuPont, Kaneka, Mitsui, Taimide, etc. La força de tracció de la pel·lícula Pi de tipus 100 HN de DuPont elaborada a partir de Kapton® és de 231 MPa i 139 MPa a 23OC i 200 OC, respectivament. 231 MPa i 139 MPa a 23OC i 200 OC, respectivament, i el mòdul de tracció va ser de 2,5 GPa i 2,9 GPa, respectivament. La taula 4, com a exemple, mostra les propietats de les resines Pi que es poden utilitzar per al processament de modelat per injecció, utilitzant Mitsui's Aurum® com a exemple.
Entre els plàstics d’alta temperatura, els polimides (PI) es troben a la part superior de la piràmide en termes de la dimensió de resistència a la temperatura. Els polimids es produeixen per la polimerització de dianhidrurs i diàmines, i es pot obtenir una introducció d’èter i amida a la cadena principal, es pot obtenir, respectivament. Per als polimides termoplàstics disponibles comercialment, PI, PEI i PAI estan normalment representats per Aurum® de Mitsui, Sabic's Ultem® i Solvay's Torlon®, respectivament. La taula 5 mostra les propietats bàsiques dels productes d’aquests tres proveïdors. Val la pena assenyalar que l’ULTEM® PEI de SABIC ha començat a utilitzar -se en filaments d’impressió 3D de STRATASYS (ULTEM® 9085). En resum, els polimides estan disponibles en una gran varietat de productes amb un rendiment global excepcional, que van des de pel·lícules, fibres, recobriments, escumes i compostos, i es poden seleccionar amb diversos propòsits d’aplicació.
En plàstics d’alta temperatura, hi ha una classe de materials amorfs amb alta transmitància (ASTM D1003), que són plàstics transparents (transmitància de llum visible a longituds d’ona de 400-800 nm són per sobre del 80%) i tenen temperatures més resistents a la calor comparades en comparació als plàstics transparents comuns, PS, PC i PMMA, que són capaços de complir els requisits més estrictes per a materials a temperatures altes en cas de substituir plàstics per vidre.
3. Exemples de plàstics al lloc de vidre - PSU, PESU, PPSU, PAR
La polisulfona (PSU o PSF) és una classe de resines termoplàstiques que contenen -so2- a la cadena principal, amorfa. Hi ha tres tipus principals de polisulfona, bisfenol ordinari A-PSU, polietersulfona (PESU) i poliarilsulfona (PPSU), les fórmules estructurals dels tres es mostren a la figura següent. La temperatura d’ús a llarg termini de Polysulfone pot arribar a 180 OC, la resistència a la calor a curt termini pot ser de fins a 220 OC, amb una bona estabilitat dimensional, aïllament elèctric, resistència química i d’hidròlisi, principalment utilitzada en automoció, electrònica i elèctrica, llar (contacte alimentari) I altres camps, especialment algunes parts transparents, són una bona alternativa al metall, el vidre i la ceràmica.
Actualment, els principals proveïdors de polisulfona són BASF, SABIC, SOLVAY, SUMITOMO, etc. La taula 6 mostra com a exemple les propietats de PSU, PESU i PPSU mitjançant Ultrason® de BASF. Els tres es poden reforçar més amb fibres de vidre i fibres de carboni i processades per modelat i extrusió per injecció.
Polyarilate (PAR) és un compost polyaril, una resina termoplàstica amb anells de benzè i enllaços d’èster a la cadena principal, i és amorf Propietats retardants i s’utilitza principalment en dispositius de precisió, automòbils, atenció mèdica, aliments i necessitats diàries. Un representant típic de PAR és l’U de Unitika U-Polymer®, que és una resina de bisfenol. Polymer®, un copolímer de bisfenol A i àcid tereftàlic i isoftalic. La taula 7 mostra algunes de les propietats de la U-Polymer i convé esmentar que la duresa de PAR és significativament millor que la dels plàstics de polisulfona.
4. Plàstics de funció especial (fluoroplàstics) - PVDF, PTFE, PCTFE, etc.
Els fluopàstics són polialkanes en els quals alguns o tots els àtoms d’hidrogen han estat substituïts per àtoms de fluor. Els sis fluoroplàstics comuns inclouen politetrafluoroetilè (PTFE), tetrafluoroetilen-perfluoroalkoxy vinil Copolímer (polifluoroalkoxy, PFA), fluorinat etileni propileni (FEP), etilen-perfluoroetileno (PEP) i etilene-perfluoroxy (PEP) i còpoloxy (PEP), i etileno-per als còpolenoxys (PEP) (PEP) (PEP) (PEP (PEP) YMER (PFAVC). , FEP, copolímer d’etilè-tetra-fluoroetilè (etilè-tetra-fluoro-etilè, ETFE), fluorur de polivinilidè (PVDF) i policlorotrifluroetilè (PCTEF). (PCTEF).
En general, els fluopàstics tenen una excel·lent resistència a la corrosió, resistència a la temperatura alta i baixa, coeficient baix de fricció, bona auto-lubricació i propietats dielèctriques i s’utilitzen àmpliament en química, electrònica, elèctrica, aviació, aeroespacial, maquinària, construcció, medicina, automoció i automoció i Altres camps industrials. Les principals propietats dels sis fluoplàstics es mostren a la taula 9, de les quals la viscositat de la fusió de PTFE és massa gran per utilitzar -la en el procés de modelat per injecció; PFA, FEP, ETFE, PVDF i PCTEF tenen un millor rendiment de processament i es pot modelar mitjançant modelat per injecció, extrusió i altres processos. Actualment, els principals proveïdors de fluoplàstics són 3M, Chemours (abans DuPont fluoroplàstics), Dakin, Solvay, Arkema, etc. Les formes de producte inclouen perfils extrusos, pellets, pel·lícules, pols, etc. Val a dir que alguns fluoroplastics, com per exemple Com que PFA, FEP, ETFE, PVDF i PCTEF, no són adequats per modelar la injecció. Val la pena esmentar que alguns fluoropàstics, com el PVDF, tenen propietats especials com la barrera i la piezoelèctrica que els plàstics tradicionals d’alta temperatura no tenen i es desenvolupen ràpidament en algunes aplicacions noves en les bateries de liti, semiconductors i altres indústries.
En resum, els plàstics d’alta temperatura inclouen principalment poliamida aromàtica (PPA, para), sulfur de polifenilè (PPS), eetona de poliarilene (pic), polimida (PI), polisulfona (PSU, Pesu, PPSU), poliaris (PAR), líquid), líquid), líquid), líquid (PAR), líquid (PAR), líquid Polímer de cristall (LCP) i plàstics de fluor, etc., i el seu ús a llarg termini de la temperatura de 150 a 300 oc, les característiques principals són respectivament les seves característiques principals inclouen una gran resistència a la calor, alta resistència, alta transparència, alta fluïdesa i alta i alta Resistència a la fricció, etc., i el rendiment es pot millorar encara més mitjançant la modificació. Aquests plàstics d’alta temperatura tenen els seus propis avantatges i desavantatges, en l’aeroespacial, l’automoció, l’electrònica i altres indústries, plàstic en lloc d’acer, plàstic en lloc de vidre (o ceràmica) i una gran varietat d’aplicacions difícils, requereixen diferents seleccions de material i disseny de productes per complir els diversos requisits.
