Împărtășiți articolul:

Materiale plastice specializate pentru practicieni – proprietăți, rezistență și exemple de aplicații

Plasticele speciale sunt utilizate atunci când aplicațiile impun cerințe ridicate pentru materiale sau când sunt necesare proprietăți speciale. Acestea au frecvent proprietăți izolatoare, iar rezistența ridicată la apă și substanțe chimice le transformă într-un material fiabil, cu întreținere redusă. Așadar, nu este de mirare că materialele plastice specializate sunt utilizate în multe domenii tehnice și, de asemenea, în dispozitive de fixare, cum ar fi șuruburile și piulițele. Următorul articol oferă o prezentare generală a diferitelor materiale plastice specializate și a aplicațiilor acestora.

Ce sunt materialele plastice specializate?

Materialele plastice specializate sunt concepute pentru a îndeplini cerințele pe care materialele plastice obișnuite nu le pot îndeplini. Proprietățile speciale sunt, de exemplu, obținute prin modificarea compoziției chimice sau prin procese de fabricație cu scop special. Materiale plastice specializate sau materiale plastice de înaltă performanță sunt adesea specializate în ceea ce privește o proprietate.

Procesul de fabricație pentru materiale plastice specializate

Atunci când produceți plastic specializat, compoziția materialului este importantă pentru a obține proprietățile dorite. Următorul exemplu descrie producția de PTFE:

Procesul de producție folosind PTFE ca exemplu

Politetrafluoretilena, sau PTFE, este fabricată din hidrocarburi clorurate. Acesta poate fi produs prin două metode, care diferă în funcție de produsul inițial dorit (pulbere sau dispersie). Fluorurile sunt adăugate parțial la hidrocarburile clorurate, care inițial generează gazele difluorometan clor și tetrafluoroetilenă. Tetrafluoroetilena este apoi dizolvată într-o fază apoasă, excluzând în același timp oxigenul și exercitând o presiune ridicată, și este apoi polimerizată în PTFE prin adăugarea unei soluții de inițiere apoasă. Deoarece PTFE nu este solubil în apă, se precipită în faza apoasă. PTFE este apoi obținută sub forma unei pulberi prin filtrare și uscare. Dacă se obține o dispersie ca produs de pornire, se adaugă un agent dispersiv la soluția apoasă înainte de adăugarea inițiatorului.

Tipuri de plastic specializat

Există o serie de materiale plastice adecvate pentru producerea componentelor pentru aplicații specializate, cum ar fi șuruburile din plastic. La MISUMI, oferim o gamă largă de componente fabricate din următoarele materiale plastice:

Prezentare generală a diferitelor materiale plastice specializate
Denumire scurtă Denumire Microstructură Clasificare Descriere
ABS Acrilnitril butadien stiren amorf Materiale plastice standard Rezistență ridicată la stres mecanic, foarte dură
Bachelită Fenoplaste pe bază de fenol și formaldehidă Duroplastice Materiale plastice pentru domeniul ingineriei Plăcile de bachelită de la MISUMI sunt adecvate ca plăci izolatoare pentru panouri electrice, unități de comandă și întrerupătoare. Versiunea pe bază de hârtie este disponibilă în culori naturale și negru, fiind disponibilă și o versiune pe bază de material textil mai puternică. Culoarea bachelitei (culoare naturală) poate varia în funcție de lotul de producție. Totuși, acest lucru nu afectează calitatea.
ETFE Etilenă-Tetrafluoroetilenă-Copolimer Semi-cristalină Materiale plastice de înaltă performanță Copolimer fluorurat fabricat din tetrafluoroetilenă și etilenă. Are proprietăți foarte bune împotriva uzurii mecanice, izolației electrice, foarte rezistentă la substanțe chimice, adecvată pentru utilizare în aplicații la temperaturi ridicate.
FEP Fluoretilen propilenă Semi-cristalină Materiale plastice de înaltă performanță Polimerul, cunoscut și sub numele de TEFLON (grupa fluoropolimerilor), rezistență chimică excelentă la coroziune, rezistență excelentă la temperatură, este adesea utilizat ca material de etanșare și umplere, FEP are un coeficient de frecare mai mare și o temperatură de funcționare continuă mai scăzută decât PTFE.
Nailon MC Numele unui grup de amide polimerice cu catenă lungă (PA)/nailon Semi-cristalină Materiale plastice pentru domeniul ingineriei Turnare de monomeri. Cu o mai bună rezistență la abraziune decât POM, acesta este utilizat în general pentru plăci de ghidaj liniar. MISUMI produce trei categorii de alunecare diferite: Categorie de alunecare cu performanță de alunecare mult îmbunătățită, categorie de înaltă rezistență cu o excelentă rezistență și categorie de conductivitate pentru utilizare în jurul componentelor electrice care necesită protecție electrostatică. Este disponibilă și o categorie cu rezistență bună la intemperii, care protejează împotriva uzurii intense. Proprietăți generale: ductilitate, rezistență, rezistență la abraziune și oboseală, coeficient de frecare scăzut.
PA 12 Poliamidă 12/nailon 12 Semi-cristalină Materiale plastice pentru domeniul ingineriei Proprietăți tipice ale nailonului: ductilitate ridicată, rezistență ridicată la temperatură, absorbție ridicată a apei (înmuiere), rezistență bună la uzură, rezistență la multe uleiuri, unsori și combustibili, proprietăți bune de alunecare și frecare, rezistență ridicată la impact, utilizare în vehicule și aeronave pentru combustibil, linii hidraulice etc.
PA6 Poliamidă 6/nailon 6 Semi-cristalină Materiale plastice pentru domeniul ingineriei Proprietăți tipice ale nailonului: ductilitate ridicată, rezistență ridicată la temperatură, absorbție ridicată a apei (înmuiere), rezistență bună la uzură, rezistență la solvenți organici, proprietăți bune de alunecare și frecare, rezistență ridicată la impact, proprietăți ridicate de amortizare mecanică
PBT Polibutilenă tereftalat Semi-cristalină Materiale plastice pentru domeniul ingineriei Rezistență ridicată la abraziune, rezistență ridicată la impact, rezistență și rigiditate ușor mai scăzute decât în cazul PET, proprietăți foarte bune de alunecare și uzură, izolator electric bun, rezistență chimică comparabilă cu PET, utilizată pentru lagăre de alunecare și role, șuruburi, benzi de conectare, părți ale aparatelor electrocasnice
PC Policarbonat amorf Materiale plastice pentru domeniul ingineriei Cea mai mare rezistență la impact în rândul materialelor plastice transparente (aprox. de 30 de ori mai mare decât PMMA), rezistență excelentă la temperatură și o gamă largă de utilizări.
PE Polietilenă Semi-cristalină Materiale plastice pentru domeniul ingineriei Un bun izolator electric, ductilitate ridicată, comportament bun de alunecare, duritate și rezistență reduse, uzură scăzută, rezistență bună la mulți acizi, baze, unsori și uleiuri. Densitatea ca funcție de diferențiere. În PE-LD și PE-HD cu proprietăți ușor diferite (LD este mai moale, mai flexibil și mai rezistent la uzură, dar mai puțin rezistent la abraziune decât HD) - aplicații: Bunuri casnice, containere de depozitare, cutii de transport, rezervoare pentru vehicule etc.
PEEK Polietereter etercetonă Semi-cristalină Materiale plastice de înaltă performanță PEEK este un plastic foarte bun, de înaltă performanță, destinat domeniului ingineriei semi-cristaline. Are cea mai mare rezistență chimică în rândul materialelor plastice tehnice. PEEK poate fi dizolvat numai în acid sulfuric concentrat. Are o excelentă rezistență la căldură, rezistență la abraziune, rezistență la flacără și rezistență la hidroliză.
PET Tereftalat de polietilenă Amorf sau semicristalin Materiale plastice pentru domeniul ingineriei o rezistență la impact de aprox. 4 ori mai mare decât PMMA, un material ecologic care nu eliberează gaze toxice în timpul combustiei și care este rentabil.
PE-UHMW
(de asemenea: UHMW-PE)
Polietilenă UHMW Semi-cristalină Materiale plastice standard Polietilenă UHMW cu masă moleculară extrem de ridicată. Are o rezistență foarte bună la abraziune și uzură, o rezistență chimică ridicată la substanțe chimice, proprietăți bune de alunecare, auto-lubrifiere și este foarte rezistent la șocuri.
PFA Perfluoroalcoxi Semi-cristalină Materiale plastice de înaltă performanță Polimer cunoscut și sub numele de TEFLON (grup de fluoropolimeri). Combină proprietățile chimice ale PTFE cu proprietățile mecanice-tehnice ale FEP. PFA este rezistent la substanțe chimice, rezistent la temperatură, rezistent la radiații UV și excelent izolator electric și extrem de rezistent la intemperii.
IP Poliimidă amorf Materiale plastice de înaltă performanță Rezistență excelentă la temperatură, rezistență mecanică ridicată, stabilitate ridicată a formei, proprietăți foarte bune de frecare și uzură.
PMMA Polimetil metacrilat amorf Materiale plastice de înaltă performanță Cunoscută și sub denumirea de sticlă acrilică sau denumirea comercială Plexiglas. Are o excelentă transparență, rezistență la intemperii și capacitate de prelucrare, rezistență medie, rigiditate ridicată, este relativ fragilă, are proprietăți bune de izolare electrică, proprietăți de lustruire, este rezistentă la acizi și soluții alcaline de concentrații medii.
POM Poliacetal Semi-cristalină Materiale plastice pentru domeniul ingineriei Excelentă rezistență mecanică; utilizată ca material în multe cazuri pentru roți, role și roți dințate.
PP Polipropilenă Semi-cristalină Materiale plastice standard Rezistență și duritate ridicate, bună rezistență chimică la mulți acizi, baze și solvenți, bun izolator, utilizat în industria alimentară, dar și în industria mobilierului, automobilelor și industria chimică-farmaceutică.
PPS Sulfură de polifenilen Semi-cristalină Materiale plastice de înaltă performanță PPS este un plastic excelent pentru ingineria cristalină. Are o rezistență excelentă la căldură, iar proprietățile fizice nu sunt afectate nici măcar în timpul utilizării extinse la temperaturi ridicate. De asemenea, are o excelentă rezistență chimică, caracteristici mecanice și electrice și este stabil din punct de vedere dimensional.
PPS / HPV PPS Tip de sulfură de polifenilen armată cu fibră   Materiale plastice pentru domeniul ingineriei Techtron® HPVPPS este un produs bazat pe PPS superior rezistent la căldură și la substanțe chimice și are proprietăți de alunecare semnificativ îmbunătățite. Utilizat în componente cu alunecare la temperatură ridicată, cu valori PV ridicate.
PTFE și PTFE (F4) Politetrafluoretilenă Semi-cristalină Materiale plastice de înaltă performanță Polimer cunoscut și sub numele de TEFLON (grup de fluoropolimeri). Are o excelentă rezistență chimică la coroziune, o rezistență excelentă la temperatură, fiind adesea utilizat ca material de etanșare și de umplere. PTFE are un coeficient de frecare mai mic (considerat în prezent cel mai fin material disponibil) și o temperatură de funcționare continuă mai ridicată decât FEP.
PVC Clorură de polivinil Semi-cristalină Materiale plastice standard Rezistent la acizi, soluții alcaline, alcool, ulei și benzină, ignifug, conductivitate termică scăzută, foarte bun izolator împotriva electricității, luminii și sunetului.
PVDF Fluorură de poliviniliden Semi-cristalină Materiale plastice de înaltă performanță Rezistent la o varietate de substanțe chimice, rezistență mecanică ridicată, rezistență UV și la intemperii, rezistență la temperaturi ridicate, aplicații: Construcția, ambalarea, industria alimentară și farmaceutică, de dispozitive electrice de toate tipurile, de tuburi, de bare de glisare și de șuruburi etc.
RENY Poliamidă întărită cu fibră de sticlă din nailon MXD6 cristalină Materiale plastice pentru domeniul ingineriei RENY are la bază poliamida MXD6 și plasticul cristalin ranforsat cu 50% fibre de sticlă. Are cea mai mare rezistență și elasticitate în materialele plastice și, de asemenea, prezintă o stabilitate foarte bună la ulei și căldură. Prin urmare, poate fi utilizat ca alternativă la metal.
Performanță ridicată Tehnic Standard PPS, PEK, PEEK, ETFE, FEP, PVDF PI, PMMA PCM, PA6, PA 66, Nailon MC PA 11/12, PBT, PE, PET PC, PMMA PP, PE-HD, PE-LD, PE-LLD, PVC ABS, PS, PS-HI Semi-cristalină g isolation="isolate"> amorf Preț și performanță Volum de producție

Avantajele și dezavantajele materialului plastic

Elementele de conectare din plastic au următoarele avantaje:

  • De obicei, acestea au un efect izolator, atât termic, cât și electric.
  • Adesea se extind în mod similar cu materialele naturale.
  • Acestea sunt adesea rezistente la apă și la multe substanțe chimice.

În comparație cu dispozitivele de fixare metalice, dezavantajele lor sunt că acestea au adesea o rezistență mai scăzută la forțele de întindere și de comprimare, precum și o temperatură de aplicare maximă mai scăzută. Acest lucru trebuie luat în considerare, de exemplu, atunci când selectați șaibe din plastic.

Rezistența chimică a materialelor plastice selectate

Tabelul următor oferă o prezentare generală a rezistenței chimice a materialelor plastice selectate:

Rezistența chimică a materialelor plastice selectate
  PC PPS RENY PEEK PVC PP PTFE PFA PVDF Ceramică POM PA6 PA66 PA12
  Acizi                          
Acid clorhidric 10% o o x o o o o o o o x x x x
Acid sulfuric 10% o o x o o o o o o o x x x ^
Acid sulfuric 50% ^ x x x x - o o o ^ x x x x
Acid azotic 10% o o x o o o o o o ^ x x x x
Acid azotic 50% ^ x x x x - o o o ^ x x x x
Acid fluorhidric 10% o ^ x - - o o o o x x x x -
Acid fluorhidric 50% ^ x x x - ^ o o ^ x x x x -
Acid fosforic o ^ x o o o o o o x x x x ^
Acid formal o o x ^ ^ o o o o - x x x x
Acid acetic o o x o ^ o o o o - ^ x x ^
Acid citric o o ^ o o o o o o - ^ ^ ^ ^
Acid cromic o ^ x o o o o ^ o ^ - ^ - ^
Acid boric o o ^ o o o o ^ o ^ - ^ - o
  Alcooli                          
Metanol ^ o - o o - o o o o o - - ^
Butanol - - - o - - - - o - o - - -
Glicol o o - o - - o o - o o - - o
  Aldehide și cetone                          
Acetaldehidă x - o o - o o o o o o - - ^
Acetonă x o - o - - - - - - - - - -
Formalină - - - o - - - - - - - - - -
Metil etil cetonă - - - o - - - - - - - - - -
  Alcali                          
Amoniac x o o o o o o o o - x o o o
Hidroxid de sodiu 10% - o o o o o o o o - ^ o o o
Hidroxid de potasiu 10% x ^ o o o o o o o - ^ o o o
Hidroxid de calciu o ^ x o o o o o o - o x x o
  Substanțe organice halogenate                          
Carbon de tetraclorură - - - o - - - - o - - - - -
Percloroetilenă - - - o - - - - o - - - - -
Freon 12 - - - o - - - - - - - - - -
  Hidrocarburi                          
Benzen x - - o - - - - o - - - - -
Toluen x o - o - - - - o - - - - -
Xilol - - - o - - - - - - - - - -
Ciclohexan - - - o - - - - ^ - - - - -
Naftalină - - - o - - - - - - - - - -
  Substanțe chimice anorganice                          
Apă o o o o o o o o o o o ^ ^ o
Sulfură de hidrogen o o o o - o o o o - ^ o o o
Dioxid de sulf - ^ o o - o o o - - o o o -
Clorură de sodiu o - o o - o o - o - o o o -
Salpetru de amoniu x o o o - o o o o - ^ o o -
Nitrat de sodiu - o o o - o o o o - ^ o o o
Acetat de sodiu x - o o - o o - o - o o o -
Carbonat de calciu o o o o - o o o o - o o o -
Clorură de calciu o o o o - o o o o - o o o o
Clorură de magneziu o o o o o o o o o - o o o -
Sulfat de magneziu o o o o o o o o o - o o o -
Sulfat de zinc o o o o - o o o o - ^ o o o
Peroxid de hidrogen o ^ ^ o o o o o o - x ^ ^ ^
  Substanțe chimice                          
Uree o - - o - o - - - - ^ - - -
Detergent o - o o - o - - - - o o o -
o = poate fi utilizat
^ = poate fi utilizat în anumite circumstanțe
x = nu poate fi utilizat
- = nu există date

Exemplu de aplicație: Manșoane din plastic și șaibe din plastic

Manșoanele de distanțiere sunt utilizate în multe modele pentru a crea o distanță între două componente. Acestea sunt cilindrice și pot fi fabricate, de exemplu, din cauciuc, metal sau plastic. Scopul poate fi izolarea, reducerea frecării sau controlul mișcării. Manșoanele de distanțiere din plastic oferă mai multe avantaje față de manșoanele de distanțiere metalice: Acestea sunt izolatoare (termic sau electric, în funcție de material) și au proprietăți similare cu cele ale materialelor naturale. Manșoanele din plastic se extind, de exemplu, într-o măsură similară cu lemnul și alte materiale moi.

Proprietățile izolatoare fac manșoanele din plastic componenta ideală în ingineria electrică, de ex., pentru fixarea componentelor electronice pe o placă de circuite imprimate sau pentru alinierea corectă și pentru menținerea distanțelor sigure între componente. Manșoanele de distanțiere sunt, de asemenea, utilizate adesea în ingineria mecanică pentru a menține componentele în poziție cu precizie sau pentru a amortiza vibrațiile și zgomotele. O altă opțiune ar fi un manșon de lagăr sau un ajutor de montare pentru componentele ușoare.

  • 1 - Manșon de plastic cu ghidaj
  • 2 - Arbore rotativ
  • 3 - Scripete de distribuție
  • 4 - Lagăr cu bile
  • 5 - Carcasă rulment cu rulment
  • 6 – Roată de acționare

Dacă urmează să fie utilizate discuri de plastic care trebuie să fie conductoare, MISUMI oferă versiuni conductoare și antistatice fabricate din nailon MC pe lângă versiunile standardizate.

Diferite materiale plastice se utilizează, de asemenea, și în șaibe. Și aici, izolația termică și electrică este criteriul cheie pentru utilizarea acestora. MISUMI, de exemplu, oferă discuri din plastic cu proprietăți glisante. Discurile și manșoanele fabricate din materiale fluoroplastice, de exemplu, reduc rezistența la frecare în designul balamalelor. Datorită proprietăților lor excelente de izolare termică (punctul de topire este de până la 300 °C, în funcție de rezistență și compoziție), discurile cu polieter eter cetonă (PEEK) pot fi utilizate la rândul lor în liniile de încălzire și de răcire.