Plastik, diklasifikasikan berdasarkan suhu penggunaan jangka panjang, dapat dibagi menjadi plastik tujuan umum, plastik rekayasa dan plastik suhu tinggi, di mana plastik suhu tinggi juga dikenal sebagai plastik yang tahan panas, plastik berkinerja tinggi, plastik teknik khusus khusus. dan sebagainya.
Plastik tujuan umum adalah plastik yang digunakan untuk jangka waktu yang lama pada suhu lebih rendah dari 100 oC; Lima plastik serba guna utama termasuk polietilen (polietilen, PE), polypropylene (polypropylene, pp), polystyrene (polystyrene, PS), polyvinyl klorida (polyvinyl klorida, pvc), dan acrylonitrile-butadiene-styrenren-styreneen-styreneen-styreneene; Mereka memiliki sifat mekanik yang rendah tetapi banyak digunakan dalam kemasan, alat rumah dan industri konstruksi karena berbagai aplikasi dan sifat pemrosesan yang sangat baik.
Teknik plastik, adalah plastik yang digunakan untuk jangka waktu yang lama pada suhu mulai dari 100 OC hingga 150 OC; Lima plastik rekayasa utama termasuk polikarbonat (polikarbonat, PC), polioksimetilen (polioksimetilen, POM), poliester (polybutylene terephthalate, PBT), poliamida (poliamida, PA) dan polystyrene (polifenilen, PA). Poliamida, pa) dan polifenilen oksida (PPO); Mereka memiliki sifat mekanik yang baik, ketahanan kimia dan ketahanan abrasi, melalui penambahan pengubah, dapat mengoptimalkan material, plastik rekayasa yang mudah diproses banyak digunakan dalam industri otomotif, elektronik dan mesin.
Plastik suhu tinggi, adalah plastik yang dapat digunakan untuk waktu yang lama pada suhu lebih tinggi dari 150 oC; Mereka memiliki banyak sifat sangat baik yang hanya dapat dimanifestasikan pada suhu kerja yang tinggi, termasuk sifat mekanik yang baik dan ketahanan kimia yang sangat baik, tetapi juga ketahanan radiasi, tahan api, dan sifat listrik yang baik; Melalui modifikasi, stabilitas dimensi dan kekakuan material dapat ditingkatkan sambil meningkatkan sifat gesekan dan menyesuaikan konduktivitas listrik; Di industri militer, penerbangan, kedirgantaraan, otomotif dan minyak dan gas, menggantikan logam dan keramik tradisional, plastik suhu tinggi terus memiliki aplikasi baru dan menantang, menjadi salah satu produk plastik dengan pertumbuhan tercepat.
1. Bridging Engineering Plastics ke Plastik Suhu Tinggi - PPA, Para
Polyamide aromatik termasuk poliamida semi-aromatik (polifthalamide, PPA) dan poliamida aromatik sepenuhnya (polyarylamide, paragraf). Dengan memperkenalkan segmen rantai amida semi-aromatik atau sepenuhnya aromatik yang mengandung cincin benzena ke dalam rantai utama molekul PA alifatik, sifat mekanik, ketahanan panas, dan stabilitas dimensi PA konvensional ditingkatkan.
Pemasok utama PPA adalah BASF, DuPont, DSM, EMS, Evonik, Kuraray, Mitsui, Sabic dan Solvay, dan yang umum adalah PA4T, PA6T, PA9T, PA10T dan PPA lainnya. , menunjukkan dan membandingkan sifat PA6, PA66 dan PPA. PPA, di mana PPA adalah PA6T/XT (hexamethylenediamine + methylglutylenediamine + asam terephthalic).
Pemasok utama para adalah DuPont, Kolon, Solvay, Teijin dan Tayho, dll., Yang paling terkenal di antaranya adalah Nomex DuPont (Polyisophthaloyl isophthalamide) dan Kevlar (Insulating All-Para-Polararylamide). Nomex. ), lembaran dan serat; Ia tidak memiliki titik leleh dan mulai membusuk pada 370 oC atau lebih; Ini memiliki kekuatan dielektrik yang tinggi, dan sifat -sifatnya dapat dibandingkan dengan PA6, PA66 dan PPA. Mulai membusuk; kekuatan dielektrik tinggi, dapat menahan tegangan 40 kV/mm jangka pendek; Ketangguhan mekanis yang baik (kertas isolasi setebal 1,5 mm, kekuatan tarik 1800 N/cm, perpanjangan saat istirahat 8,0%); Dalam 220 OC dapat digunakan untuk waktu yang lama selama lebih dari sepuluh tahun; resistensi korosi kimia, resistensi iradiasi dan tahan api; Terutama digunakan untuk isolasi listrik (misalnya, transformer) dan retardant api, dll. Bentuk produk utama Kevlar adalah serat dan lembaran; Tidak ada titik leleh, 427 OC di atas awal dekomposisi; kekuatan tinggi, modulus tinggi dan ketangguhan (kekuatan tarik serat 3,6 GPa, modulus tarik 130 GPa, perpanjangan saat istirahat 3%); Penggunaan suhu jangka panjang 180 oC; terutama digunakan sebagai serat super kuat dan bahan penguat, digunakan dalam militer, penerbangan dan kedirgantaraan dan komponen struktural lainnya.
2. Contoh penggantian baja dengan plastik - PPS, paek, pi
Polyphenylene sulfide (PPS) adalah resin termoplastik, semi-kristal dengan ikatan benzena-sulfur dalam rantai utama molekul. Pemasok utama PPS adalah Celanese, Dic, Kureha, Poliplastik, Solvay, Toray, Tosoh, dan Zhejiang .Pps dapat digunakan untuk jangka waktu yang lama pada suhu mulai dari 180 hingga 220 oC dengan penyerapan air yang rendah dan stabilitas dimensi yang baik. Ini dapat digunakan untuk waktu yang lama dalam kisaran suhu 180 hingga 220 oC, dengan penyerapan air yang sangat rendah dan stabilitas dimensi yang baik. Setelah modifikasi, ini banyak digunakan sebagai bahan struktural dalam industri elektronik, listrik, dan otomotif. Tabel 2, menunjukkan sifat -sifat PPS dengan Celanese's Fortron® sebagai contoh.
PolyaryLeTherKeton (PAEK) adalah semi-kristal, termoplastik, terutama termasuk polyetherketone (PEK), polyetheretherketone (Peek), polyetherketonetone (PEKK), dan sebagainya. Pekk), dll. Perbedaan antara berbagai varietas PAEK adalah komposisi kimia, urutan dan proporsi keton eter, suhu transisi kaca dari 143 hingga 175 oC, titik leleh dari 338 hingga 375 oC. Struktur molekul PAEK mengandung cincin benzena, dengan sifat mekanik yang baik, isolasi listrik dan resistensi kimia; Ikatan eter dan sehingga memiliki fleksibel, dan dapat dicetak dengan metode pemrosesan termoplastik. Pemasok utama Paek adalah Akro-Plastik, Celanese, Evonik, Solvay dan Victrex. Tabel 3, misalnya, menunjukkan sifat -sifat Peek dari VicTrex. Perlu disebutkan bahwa Peek berkembang pesat untuk kabel pencetakan 3D dan bubuk, yang tersedia dari pemasok seperti Lehvoss, Indmatec, konsep padat dan lainnya.
Polyimide (PI) adalah polimer yang mengandung imide (-co-nh-co-) pada rantai utama, termasuk alifatik, semi-aromatik dan aromatik tiga jenis, berbasis amorf, termoplastik dan termosetting. PI tidak memiliki titik leleh yang signifikan, ketahanan suhu tinggi hingga 400 oC, sifat isolasi tinggi; banyak digunakan di bidang penerbangan, kedirgantaraan, mikroelektronika, nano, kristal cair, membran pemisahan, laser, dll. Bentuk produk utama PI. Bentuk produk utama PI adalah film, serat, busa, dan resin. 3E Etese, Arakawa, DuPont, Kaneka, Mitsui, Taimide, dll. Kekuatan tarik film Tipe 100 HN PI DuPont yang terbuat dari Kapton® adalah 231 MPa dan 139 MPa pada 23oC dan 200 OC, masing -masing. 231 MPa dan 139 MPa pada 23oC dan 200 OC, masing -masing, dan modulus tarik masing -masing adalah 2,5 GPa dan 2,9 GPa. Aurum® sebagai contoh.
Di antara plastik suhu tinggi, poliimida (PI) berada di bagian atas piramida dalam hal dimensi resistensi suhu. Poliimida diproduksi oleh polimerisasi dianhidrida dan diamin, dan dengan lebih lanjut memperkenalkan ikatan eter dan amida ke dalam rantai utama, polieter-imida (PEI) dan poliamida-imida (PAI) dapat diperoleh, masing-masing. Untuk polimida termoplastik yang tersedia secara komersial, PI, PEI dan PAI biasanya diwakili oleh Mitsui's Aurum®, Sabic's Ultem® dan Solvay's Torlon®, masing -masing. Tabel 5 menunjukkan sifat dasar produk dari ketiga pemasok ini. Perlu dicatat bahwa Ultem® PEI Sabic telah mulai digunakan dalam filamen pencetakan 3D Stratasys (Ultem® 9085). Singkatnya, poliimida tersedia dalam berbagai produk dengan kinerja keseluruhan yang luar biasa, mulai dari film, serat, pelapis, busa, dan komposit, dan dapat dipilih untuk berbagai keperluan aplikasi.
Dalam plastik suhu tinggi, ada kelas material amorf dengan transmitansi tinggi (ASTM D1003), yang merupakan plastik transparan (transmitansi cahaya yang terlihat pada panjang gelombang 400-800Nm di atas 80%), dan memiliki suhu tahan panas yang lebih tinggi dibandingkan dibandingkan dengan suhu tahan panas dibandingkan dengan panas yang dibandingkan dengan panas yang dibandingkan dengan panas yang dibandingkan dengan panas yang dibandingkan dengan panas panas dibandingkan dengan panas yang lebih tinggi dibandingkan dengan panas yang lebih tinggi dibandingkan dengan panas yang lebih tinggi dibandingkan dengan panas yang lebih tinggi dibandingkan dengan panas yang lebih tinggi dibandingkan dengan panas yang lebih tinggi dibandingkan dengan panas yang lebih tinggi dibandingkan dengan panas. Untuk plastik transparan umum, PS, PC dan PMMA, yang dapat memenuhi persyaratan yang lebih ketat untuk bahan pada suhu tinggi dalam hal mengganti plastik untuk kaca.
3. Contoh plastik menggantikan kaca - psu, pesu, ppsu, par
Polysulfone (PSU atau PSF) adalah kelas resin termoplastik yang mengandung -so2- dalam rantai utama, amorf. Ada tiga jenis utama polisulfon, bisphenol A-tipe PSU biasa, poliethersulfone (PESU) dan polyarylsulfone (PPSU), formula struktural ketiganya ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Suhu penggunaan jangka panjang Polysulfone dapat mencapai 180 oC, ketahanan panas jangka pendek dapat mencapai 220 oC, dengan stabilitas dimensi yang baik, isolasi listrik, resistensi kimia dan hidrolisis, terutama digunakan dalam otomotif, elektronik dan listrik, rumah tangga (kontak makanan) Dan bidang lain, terutama beberapa bagian transparan, adalah alternatif yang baik untuk logam, kaca dan keramik.
Saat ini, pemasok utama Polysulfone adalah BASF, SABIC, Solvay, Sumitomo dan sebagainya. Tabel 6 menunjukkan sifat PSU, PESU, dan PPSU menggunakan BASF Ultrason® sebagai contoh. Ketiganya dapat diperkuat dengan serat kaca dan serat karbon dan diproses dengan cetakan dan ekstrusi injeksi.
Polyarylate (PAR) adalah senyawa polyaryl, resin termoplastik dengan cincin benzena dan ikatan ester dalam rantai utama, dan amorf. sifat tahan, dan terutama digunakan dalam perangkat presisi, mobil, perawatan medis, makanan, dan kebutuhan harian. Perwakilan khas PAR adalah Uitika U-Polymer®, yang merupakan resin bisphenol. Polymer®, kopolimer bisphenol A dan asam terephthalic dan isophthalic. Tabel 7 menunjukkan beberapa sifat U-polimer, dan perlu disebutkan bahwa ketangguhan PAR secara signifikan lebih baik daripada plastik Polysulfone.
4. Plastik Fungsi Khusus (Fluoroplastik) - PVDF, PTFE, PCTFE, dll .
Fluoroplastik adalah polialkana di mana beberapa atau semua atom hidrogen telah digantikan oleh atom fluor. Enam fluoroplastik umum termasuk polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxy vinyl eter copolymer (Polyfluoroalkoxy, pfa eterylene (FEP), ethylene ethylene (FEP), etilen-perfluoro (PFAVC). , FEP, kopolimer etilen-tetra-fluoroethylene (ethylene-tetra-fluoro-ethylene, ETFE), polyvinyliden fluoride (PVDF) dan polychlorotrifluroethylene (PCTEF). (PCTEF).
Secara keseluruhan, fluoroplastik memiliki resistensi korosi yang sangat baik, resistensi suhu tinggi dan rendah, koefisien gesekan yang rendah, pelumasan diri yang baik dan sifat dielektrik, dan banyak digunakan dalam bahan kimia, elektronik, listrik, penerbangan, kedirgantaraan, mesin, konstruksi, kedokteran, otomotif, dan elektronik, listrik Bidang industri lainnya. Sifat utama dari enam fluoroplastik ditunjukkan pada Tabel 9, di mana viskositas meleleh PTFE terlalu besar untuk digunakan dalam proses pencetakan injeksi; PFA, FEP, ETFE, PVDF dan PCTEF memiliki kinerja pemrosesan yang lebih baik dan dapat dicetak dengan cetakan injeksi, ekstrusi dan proses lainnya. Saat ini, pemasok utama fluoroplastik adalah 3m, chemour (sebelumnya duPont fluoroplastik), Dakin, Solvay, Arkema, dll. Sebagai PFA, FEP, ETFE, PVDF dan PCTEF, tidak cocok untuk cetakan injeksi. Perlu disebutkan bahwa beberapa fluoroplastik, seperti PVDF, memiliki sifat khusus seperti penghalang dan piezoelektrik yang tidak dimiliki plastik suhu tinggi tradisional, dan berkembang pesat dalam beberapa aplikasi baru yang menantang dalam baterai lithium, semikonduktor dan industri lainnya.
Singkatnya, plastik suhu tinggi terutama termasuk poliamida aromatik (PPA, paragraf), polifenilen sulfida (PPS), polyarylene eter keton (puncak), poliimida (PI), cairan (PSU, PESU, PPSU), poliserile (PAR), PAR) Polimer kristal (LCP) dan plastik fluor, dll., Dan penggunaan jangka panjang suhu 150 hingga 300 oC, fitur utamanya masing-masing adalah fitur utamanya termasuk ketahanan panas tinggi, kekuatan tinggi, transparansi tinggi, fluiditas tinggi dan tinggi Resistensi gesekan, dll., Dan kinerjanya dapat ditingkatkan lebih lanjut dengan modifikasi. Plastik suhu tinggi ini memiliki kelebihan dan kekurangannya sendiri, dalam kedirgantaraan, otomotif, elektronik dan industri lainnya, plastik alih-alih baja, plastik alih-alih kaca (atau keramik) dan berbagai aplikasi yang menantang, memerlukan pemilihan material yang berbeda dan desain produk yang berbeda untuk memenuhi berbagai persyaratan.
