Los plásticos, clasificados por la temperatura de uso a largo plazo, se pueden dividir en plásticos de uso general, plásticos de ingeniería y plásticos de alta temperatura, de los cuales los plásticos de alta temperatura también se conocen como plásticos resistentes al calor, plásticos de alto rendimiento, plásticos de ingeniería especial etcétera.
Los plásticos de uso general son plásticos que se utilizan durante un largo período de tiempo a temperaturas inferiores a 100 OC; Los cinco plásticos principales de uso general incluyen polietileno (polietileno, PE), polipropileno (polipropileno, PP), poliestireno (poliestireno, PS), cloruro de polivinilo (cloruro de polivinílico, PVC) y acrilonitrilo-butadieno-estireno-estireno (ABS); Tienen bajas propiedades mecánicas, pero se utilizan ampliamente en las industrias de envases, electrodomésticos y construcción debido a su amplia gama de aplicaciones y excelentes propiedades de procesamiento.
Ingeniería de plásticos, son plásticos que se utilizan durante largos períodos de tiempo a temperaturas que van desde 100 oC a 150 OC; Los cinco plásticos principales de ingeniería incluyen policarbonato (policarbonato, PC), polioximetileno (polioximetileno, POM), poliéster (polibutileno tereftalato, PBT), poliamida (poliamida, PA) y poliestireno (polifenileno, pAnfirectora). Poliamida, PA) y óxido de polifenileno (PPO); Tienen buenas propiedades mecánicas, resistencia química y resistencia a la abrasión, a través de la adición de modificadores, pueden optimizar el material, los plásticos de ingeniería fáciles de procesar se utilizan ampliamente en las industrias automotriz, electrónica y de maquinaria.
Los plásticos de alta temperatura son plásticos que pueden usarse durante mucho tiempo a temperaturas superiores a 150 oC; Tienen muchas propiedades excelentes que solo se pueden manifestar a altas temperaturas de trabajo, incluidas buenas propiedades mecánicas y excelente resistencia química, pero también resistencia a la radiación, retardante de llama y buenas propiedades eléctricas; A través de la modificación, la estabilidad y la rigidez dimensionales del material se pueden mejorar al mejorar las propiedades de fricción y ajustar la conductividad eléctrica; En las industrias militares, de aviación, aeroespaciales, automotrices y de petróleo y gas, reemplazando a los metales y cerámicas tradicionales, los plásticos de alta temperatura continúan teniendo aplicaciones nuevas y desafiantes, convirtiéndose en uno de los productos de plástico de más rápido crecimiento.
1. Panentes de plástico de ingeniería a plásticos a alta temperatura - PPA, párr.
Las poliamidas aromáticas incluyen poliamida semiaromática (poliftalamida, PPA) y poliamida totalmente aromática (poliaricamida, párr. Al introducir segmentos de cadena de amida semiaromáticos o totalmente aromáticos que contienen anillos de benceno en la cadena principal de la molécula alifática de PA, se mejoran las propiedades mecánicas, la resistencia al calor y la estabilidad dimensional de la AP convencional.
Los principales proveedores de PPA son BASF, DuPont, DSM, EMS, Evonik, Kuraray, Mitsui, Sabic y Solvay, y los comunes son PA4T, PA6T, PA9T, PA10T y otras PPA. , muestra y compara las propiedades de PA6, PA66 y PPA. PPA, donde el PPA es PA6T/XT (hexametilendiamina + metilglutilendiamina + ácido tereftálico).
Los principales proveedores de Para son DuPont, Kolon, Solvay, Teijin y Tayho, etc., los más famosos de los cuales son Nomex (poliisoftaloil isoftalamida) y Kevlar (All-Para-Polyarylamida). ), sábanas y fibras; No tiene un punto de fusión y comienza a descomponerse a 370 OC o más; Tiene alta resistencia dieléctrica, y sus propiedades se pueden comparar con PA6, PA66 y PPA. Comenzó a descomponerse; alta resistencia dieléctrica, puede soportar voltaje a corto plazo de 40 kV/mm; buena resistencia mecánica (papel aislante de 1,5 mm de espesor, resistencia a la tracción de 1800 n/cm, alargamiento a una ruptura 8.0%); En 220 OC se puede usar durante mucho tiempo durante más de diez años; Resistencia a la corrosión química, resistencia a la irradiación y retardante de llama; Se utiliza principalmente para aislamiento eléctrico (p. Ej., Transformadores) y retardantes de llama, etc. La forma principal del producto Kevlar es fibra y hoja; Sin punto de fusión, 427 OC por encima del comienzo de la descomposición; Alta resistencia, alta módulo y dureza (resistencia a la tracción de fibra de 3.6 GPa, módulo de tracción de 130 GPa, alargamiento a una ruptura 3%); uso a largo plazo de la temperatura de 180 oC; Se utiliza principalmente como fibras súper fuertes y materiales de refuerzo, utilizados en militares, aviación y aeroespaciales y otros componentes estructurales.
2. Ejemplos de reemplazo de acero con plástico - PPS, Paek, PI
El polifenileno sulfuro (PPS) es una resina termoplástica y semicristalina con un enlace de benceno-azufre en la cadena principal de la molécula. Los principales proveedores de PPS son celaneses, DIC, kureha, poliplásticos, solvay, Toray, Tosoh y Zhejiang Nhu Los .pps se pueden usar durante un largo período de tiempo a temperaturas que van de 180 a 220 oC con baja absorción de agua y buena estabilidad dimensional. Se puede usar durante mucho tiempo en el rango de temperatura de 180 a 220 oC, con muy baja absorción de agua y buena estabilidad dimensional. Después de la modificación, se usa ampliamente como material estructural en las industrias electrónicas, eléctricas y automotrices. La Tabla 2 muestra las propiedades de PPS con Forttron® de Celanese como ejemplo.
Polyaryeterketon (PAEK) es un termoplástico semicristalino, que incluye principalmente poleetherketona (PEK), polietheretheretona (mirada), poleetheretetoneketona (PEKK), etc. Pekk), etc. La diferencia entre las diversas variedades de Paek es la composición química, el orden y la proporción de cetona de éter, la temperatura de transición de vidrio de 143 a 175 oC, el punto de fusión de 338 a 375 OC. La estructura molecular PAEK contiene anillo de benceno, con buenas propiedades mecánicas, aislamiento eléctrico y resistencia química; Vinculación de éter y para que tenga una flexible, y se pueda moldear con el método de procesamiento termoplástico. Los principales proveedores de Paek son Akroplastic, Celanese, Evonik, Solvay y ViCtrex. La Tabla 3, por ejemplo, muestra las propiedades de Peek de Victrex. Vale la pena mencionar que Peek se está desarrollando rápidamente para cables de impresión 3D y polvos, que están disponibles en proveedores como LehVoss, Indmatec, Solid Concepts y otros.
La poliimida (PI) es un polímero que contiene un imide (-co-nh-co-) en la cadena principal, incluida tres tipos alifáticas, semi-aromáticas y aromáticas de PI, basada en amorfas, termoplástica y termofisioning. PI no tiene un punto de fusión significativo, alta resistencia a la temperatura de hasta 400 OC, propiedades aislantes altas; ampliamente utilizado en el campo de la aviación, aeroespacial, microelectrónica, nano, cristal líquido, membranas de separación, láser, etc. La forma principal del producto de PI. Las principales formas de producto de PI son películas, fibras, espumas y resinas. 3e Etese, Arakawa, DuPont, Kaneka, Mitsui, Taimide, etc. La resistencia a la tracción de la película de DuPont Tipo 100 HN PI hecha de Kapton® es de 231 MPa y 139 MPa a 23oC y 200 OC, respectivamente. 231 MPa y 139 MPa a 23oC y 200 OC, respectivamente, y el módulo de tracción fue de 2.5 GPa y 2.9 GPa, respectivamente. Tabla 4, como ejemplo, muestra las propiedades de las resinas PI que se pueden usar para el procesamiento de moldeo por inyección, utilizando Mitsui's's Aurum® como ejemplo.
Entre los plásticos de alta temperatura, las poliimidas (PI) están en la parte superior de la pirámide en términos de dimensión de resistencia a la temperatura. Las poliimidas son producidas por la polimerización de dianhidridos y diaminas, y al introducir aún más los enlaces de éter y amida en la cadena principal, se puede obtener la cadena de poléter-imida (PEI) y la poliamida-imida (PAI), respectivamente. Para las poliimidas termoplásticas disponibles comercialmente, PI, PEI y PAI están típicamente representadas por Aurum® de Mitsui, Sabic's ULTEM® y Solvay's Torlon®, respectivamente. La Tabla 5 muestra las propiedades básicas de los productos de estos tres proveedores. Vale la pena señalar que Sabic's Ultem® PEI ha comenzado a usarse en los filamentos de impresión 3D de Stratasys (ULTEM® 9085). En resumen, las poliimidas están disponibles en una amplia variedad de productos con un rendimiento general sobresaliente, que van desde películas, fibras, recubrimientos, espumas y compuestos, y pueden seleccionarse para una variedad de fines de aplicación.
En plásticos a alta temperatura, hay una clase de materiales amorfos con alta transmitancia (ASTM D1003), que son plásticos transparentes (transmitancia de luz visible a longitudes de onda de 400-800 nm es superior al 80%), y tienen temperaturas resistentes al calor más altas comparadas a plásticos transparentes comunes, PS, PC y PMMA, que pueden cumplir con los requisitos más estrictos para los materiales a altas temperaturas en el caso de sustituir los plásticos por el vidrio.
3. Ejemplos de plásticos en lugar de vidrio - PSU, Pesu, PPSU, PAR
La polisulfona (PSU o PSF) es una clase de resinas termoplásticas que contienen -SO2- en la cadena principal, amorfo. Hay tres tipos principales de polisulfona, PSU de tipo bisfenol A, polietersulfona (PESU) y poliarilsulfona (PPSU), las fórmulas estructurales de las tres se muestran en la figura a continuación. La temperatura de uso a largo plazo de Polysulfone puede alcanzar 180 OC, la resistencia al calor a corto plazo puede ser de hasta 220 OC, con buena estabilidad dimensional, aislamiento eléctrico, resistencia química e hidrólisis, utilizada principalmente en automóviles, electrónicos y eléctricos, hogar (contacto alimentario) Y otros campos, especialmente algunas partes transparentes, es una buena alternativa al metal, el vidrio y la cerámica.
Actualmente, los principales proveedores de polisulfona son BASF, SABIC, SOLVAY, SUMITOMO, etc. La Tabla 6 muestra las propiedades de PSU, PESU y PPSU utilizando el Ultrason® de BASF como ejemplo. Los tres pueden reforzarse aún más con fibras de vidrio y fibras de carbono y procesarse mediante moldeo y extrusión de inyección.
Poliarilato (PAR) es un compuesto de poliararilo, una resina termoplástica con anillos de benceno y enlaces éster en la cadena principal, y es amorfo. El PAR tiene una buena transmitancia de luz (cerca del 90%), resistencia al calor, recuperación elástica, resistencia a la climas Propiedades de retardantes, y se utiliza principalmente en dispositivos de precisión, automóviles, atención médica, alimentos y necesidades diarias. Un representante típico de PAR es UNITIKA's U-Polymer®, que es una resina de bisfenol. Polymer®, un copolímero de bisfenol A y ácido tereftálico e isoftálico. La Tabla 7 muestra algunas de las propiedades de U-Polymer, y vale la pena mencionar que la dureza de PAR es significativamente mejor que la de los plásticos de polisulfona.
4. Plastics de función especial (fluoroplásticos) - PVDF, PTFE, PCTFE, etc.
Los fluoroplásticos son polialquanos en los que algunos o todos los átomos de hidrógeno han sido reemplazados por átomos de flúor. Los seis fluoroplásticos comunes incluyen politetrafluoroetileno (PTFE), tetrafluoroetileno-perfluoroalkoxy vinil éter copolímero (polyfluoroalkoxi, PFA), propileno de etileno fluorado (FEP), etileno perfluoroetileno (PEP) y etileno (etileno (etileno (FEP). PFAVC). , FEP, etileno-tetra-fluoroetileno copolímero (etileno-tetra-fluoro-etileno, ETFE), fluoruro de polivinilideno (PVDF) y polilblorotrifluroetileno (PCTEF). (PCTEF).
En general, los fluoroplásticos tienen una excelente resistencia a la corrosión, resistencia a la temperatura alta y baja, un bajo coeficiente de fricción, buena autocetación y propiedades dieléctricas, y se utilizan ampliamente en productos químicos, electrónicos, eléctricos, aviación, aeroespaciales, maquinaria, construcción, medicina, automotriz y automotriz y automotriz Otros campos industriales. Las principales propiedades de los seis fluoroplásticos se muestran en la Tabla 9, de las cuales la viscosidad de la fusión de PTFE es demasiado grande para ser utilizada en el proceso de moldeo por inyección; PFA, FEP, ETFE, PVDF y PCTEF tienen un mejor rendimiento de procesamiento y pueden moldearse mediante moldeo por inyección, extrusión y otros procesos. En la actualidad, los principales proveedores de fluoroplásticos son 3M, Chemours (anteriormente DuPont Fluoroplastics), Dakin, Solvay, Arkema, etc. Las formas del producto incluyen perfiles extruidos, gránulos, películas, polvos, etc. Vale la pena mencionar que algunos fluoroplásticos, tales tales. Como PFA, FEP, ETFE, PVDF y PCTEF, no son adecuados para el moldeo por inyección. Vale la pena mencionar que algunos fluoroplásticos, como PVDF, tienen propiedades especiales como la barrera y la piezoelectricidad que los plásticos tradicionales a alta temperatura no tienen, y se están desarrollando rápidamente en algunas aplicaciones nuevas y desafiantes en baterías de litio, semiconductores y otras industrias.
En resumen, los plásticos de alta temperatura incluyen principalmente poliamida aromática (PPA, Para), polifenilenulfuro (PPS), cetona de éter de poliileno (pico), poliimida (PI), polisulfona (PSU, PESU, PPSU), poliandolato (par), Polímero de cristal (LCP) y plásticos fluorinos, etc., y su uso a largo plazo de la temperatura de 150 a 300 OC, las características principales son respectivamente sus principales características incluyen alta resistencia al calor, alta resistencia, alta transparencia, alta fluidez y alta Resistencia a la fricción, etc., y el rendimiento puede mejorarse aún más por modificación. Estos plásticos de alta temperatura tienen sus propias ventajas y desventajas, en las industrias aeroespaciales, automotrices, electrónicas y de otras industrias, plástico en lugar de acero, plástico en lugar de vidrio (o cerámica) y una variedad de aplicaciones desafiantes, requieren diferentes selecciones de materiales y diseño de productos y productos de productos. para cumplir con los diversos requisitos.
