Sobre as propiedades dos plásticos

Os materiais termoplásticos pódense dividir en dúas categorías principais: Amorfas e semi-cristalinas. Os polímeros amorfos son materiais que son inherentemente transparentes e son de graos predominantemente forzados. Os polímeros semi-cristalinos son opacos e normalmente mestúranse con certos aditivos como fibras de vidro, minerais e modificadores de impacto. Os polímeros de ultra-alto rendemento ofrecen algunhas das propiedades materiais máis altas no campo e poden ser amorfas ou semi-cristalinas. A miúdo defínense polo seu rendemento global superior.

Propiedades típicas

Ao seleccionar un plástico de alto rendemento, é importante comprender a natureza do plástico, as súas propiedades e os métodos de proba correspondentes. Só con este coñecemento poderás avaliar os puntos fortes e as limitacións dunha determinada resina para determinar se cumpre os seus requisitos de aplicación. A seguinte discusión axudará a deseñar enxeñeiros descoñecidos cos plásticos para comprender e apreciar a importancia deste coñecemento no proceso de selección de materiais. Non se pretende ser exhaustivo e só se pretende como referencia preliminar.

Propiedades térmicas

O rendemento fiable dun material a temperaturas elevadas é a miúdo unha consideración clave para os deseñadores. As propiedades térmicas proporcionan un punto de referencia para dous aspectos importantes do rendemento dun material nun ambiente de alta temperatura. O primeiro aspecto é o efecto de suavización inmediata que a calor imparte aos plásticos. Este efecto limita a temperatura ambiente á que está exposto o plástico, aínda que só por un curto período de tempo. O segundo aspecto é a estabilidade térmica a longo prazo do material. Dado que a exposición prolongada a altas temperaturas produce unha degradación das propiedades dos materiais, é esencial comprender os efectos dos ambientes térmicos a longo prazo sobre as propiedades do material que son críticas na súa aplicación.

A temperatura de desvío de calor (HDT) é unha medida relativa da capacidade dun plástico para traballar baixo cargas de alta temperatura. A esta temperatura e unha carga de 1,8 MPa, a mostra produce unha deformación específica. Xeralmente acepta que a temperatura máxima de traballo debe estar a 5-10 graos por baixo da temperatura de desvío de calor.

O índice térmico relativo (RTI) é unha medida relativa da capacidade dun plástico para seguir traballando a altas temperaturas. O índice defínese como unha temperatura na que un material conserva o 50% das súas propiedades especificadas despois de 100.000 horas de exposición ao aire. Os valores do índice térmico relativo dado neste manual baséanse na retención de resistencia á tracción. O índice térmico relativo (RTI) pode usarse como base conservadora ao considerar as temperaturas máximas de uso continuo. Para as aplicacións que requiren menos tempo, están dispoñibles follas de datos con valores RTI durante 5.000 e 10.000 horas previa solicitude.

A temperatura de transición de vidro (TG) é a temperatura na que se produce un cambio significativo nas propiedades do polímero e o polímero transfórmase dun vidro a un estado de caucho. Para os polímeros amorfos, esta temperatura normalmente é aproximadamente 10∶ superior á temperatura de desvío de calor (HDT) e adoita usarse como límite de temperatura superior para o uso a curto prazo do material. Os polímeros semi-cristalinos perden algo da súa rixidez cando alcanzan esta temperatura, pero conservan as súas propiedades útiles por debaixo do punto de fusión do material.

O punto de fusión (TM) é a temperatura na que as rexións cristalinas dentro dun polímero semi-cristalino se suavizan. O punto de fusión normalmente representa a temperatura superior absoluta na que permanece un polímero semi-cristalino en forma sólida.

Propiedades mecánicas

Dado que a maioría das aplicacións estarán baixo algún grao de carga mecánica, é importante comprender os cambios que se producen nos materiais baixo a influencia da carga. Os enxeñeiros de deseño adoitan cambiar a capacidade de carga ou deformación dun compoñente baixo carga variando o grosor da sección transversal. A resistencia á tracción pódese medir mediante o proceso de fixación dun extremo dun exemplar e cargándoo a un ritmo específico no outro extremo ata que o exemplar produce ou rotura.

A elongación é unha medida de canto se pode estirar un exemplar antes de que produza ou rompe. Unha elevada elongación indica que o material é duro e dúctil. Unha baixa alargación normalmente indica un material ríxido e quebradizo. Os materiais reforzados con fibra de vidro xeralmente presentan unha baixa alargación debido á adición de fibras de vidro, polo que os valores de alargación baixos non sempre indican a incapacidade. O módulo de flexión pódese medir cargando o medio dun exemplar apoiado por dous puntos. Este módulo defínese como a pendente da curva de tensión/tensión e é un indicador útil de rixidez ou dureza.

Ao facer comparacións de materiais, canto maior sexa a resistencia á tracción dun material, canto menor sexa o grosor da sección requirido se se cumpren os mesmos requisitos de capacidade de carga. Do mesmo xeito, canto maior sexa o módulo de flexión dun material, menor será o grosor da sección requirido para a mesma deformación. Para algunhas aplicacións, a sección transversal pode ser xa o menor grosor posible dado que as prácticas do proceso de moldura por inxección e a forza relativa pode non ser unha consideración. A resistencia ao impacto pódese definir de xeito amplo como a capacidade dun material para resistir a rotura ao golpear un obxecto ou caer nunha superficie dura. O impacto de IZOD é o método de proba máis común para avaliar esta propiedade dun material e pódese realizar empregando tiras de forma anotada ou non desatinadas.

Os resultados da proba de impacto IZOD non desacougados dan unha boa indicación da resistencia ao impacto real do material. Un resultado de NB indica que o exemplar non se rompeu nas condicións experimentais. A proba de impacto de IZOD macizo úsase para detectar a tendencia dun material a rachar cando a superficie está rabuñada ou encaixada. Un material cun alto valor IZOD non notado e un valor IZOD de baixo nivel indica un material duro con alta sensibilidade de Notch. Ao considerar o uso deste tipo de material, é importante permitir o maior radio posible en todas as esquinas.

Propiedades eléctricas

A maioría dos plásticos son bos illantes eléctricos. As propiedades eléctricas enumeradas aquí - resistencia dieléctrica, resistividade ao volume e resistividade á superficie - proporcionan información básica sobre a capacidade dun material para actuar como illante eléctrico. As cualificacións de materiais que conteñen grandes cantidades de fibra de carbono ou po de carbono normalmente non son adecuadas para este tipo de aplicacións. Ao deseñar unha parte de plástico cuxa función principal é o illamento eléctrico, hai que considerar outras propiedades eléctricas antes de que se seleccione finalmente un material.

Propiedades xerais

A redución de peso é o motor principal para moitas aplicacións onde se usan plásticos no lugar dos metais. A gravidade específica, a densidade da resina dividida pola densidade da auga, pódese usar para estimar o peso dunha parte. O material coa gravidade específica máis baixa producirá a parte máis lixeira. A gravidade específica tamén afecta ao custo material dunha parte. Con un peso por unidade, pódense construír máis pezas a partir dun material cunha gravidade específica máis baixa que a partir dun material cunha maior gravidade específica.

A absorción de auga pódese medir pesando unha parte antes e despois das 24 horas de exposición á auga. A absorción de auga pode causar cambios nas dimensións e propiedades dun material e os materiais diferentes están afectados de diferentes xeitos. Aínda que a baixa absorción de auga é xeralmente desexable, débese prestar especial atención ao efecto da absorción de auga nas propiedades do material, en lugar de considerar a cantidade absoluta de auga extraída.

Compatibilidade química

A exposición a ambientes químicos afecta ao rendemento de traballo dos materiais e para cada aplicación específica, a compatibilidade do material cos produtos químicos no ambiente da aplicación á que pertence está probada. As cualificacións de compatibilidade química figuran neste manual coa esperanza de establecer unha idea de que tipos de produtos químicos son compatibles cos tipos de materiais e con que tipos de materiais poden ser incompatibles. Estes graos están asignados en función da exposición prolongada e algúns materiais definidos como graos máis baixos poden ser adecuados para aplicacións con tempos de exposición máis curtos. Algunhas combinacións químicas/materiais que se clasifican como superiores poden non ser adecuadas para un reactivo particular, a temperatura, o nivel de estrés e a combinación de materiais.

Procesamento e fabricación

As propiedades enumeradas aquí ilustran o rango de temperaturas de procesamento necesarias para cada tipo de material. Os datos de temperatura de fundido e molde poden axudar na selección de equipos de procesamento. Obtivéronse os valores de encollemento de moldeos enumerados

Métodos de proba estándar e poden non ser relevantes para algunhas partes específicas. Non obstante, este valor é valioso nas comparacións de materiais para axudar a determinar se un molde usado para moldear un material pode usarse para moldear outro material e facer unha parte do mesmo tamaño.

Os caudais de fusión úsanse para caracterizar os nosos plásticos amorfos e estes valores reflicten a facilidade do material. Ao comparar os caudales de fusión dos plásticos amorfos que ofrecen outros fabricantes, é importante determinar se as temperaturas e as cargas empregadas nas súas probas son consistentes coas empregadas por nós. Enumeramos o procesamento típico de cada tipo de produto dentro de cada liña de produtos. A maioría dos nosos produtos son procesados ​​por moldura por inxección, pero pódense procesar algúns graos de folla, perfís e outras formas por extrusión. As follas extruídas poden ser termoformadas. Producir revestimentos e películas pódese facer mediante métodos de procesamento de solucións.