Über die Eigenschaften von Kunststoffen

Thermoplastische Materialien können in zwei Hauptkategorien unterteilt werden: amorph und halbkristallin. Amorphe Polymere sind Materialien, die von Natur aus transparent sind und überwiegend nicht verstärkt sind. Halbkristalline Polymere sind undurchsichtig und werden normalerweise mit bestimmten Additiven wie Glasfasern, Mineralien und Aufprallmodifikatoren gemischt. Ultrahohe Leistungspolymere bieten einige der höheren Materialeigenschaften im Feld an und können entweder amorph oder halbkristallin sein. Sie werden oft durch ihre überlegene Gesamtleistung definiert.

typische Eigenschaften

Bei der Auswahl eines Hochleistungs-Kunststoffs ist es wichtig, die Art des Kunststoffs, seine Eigenschaften und die entsprechenden Testmethoden zu verstehen. Nur mit diesem Wissen können Sie die Stärken und Einschränkungen eines bestimmten Harzes bewerten, um festzustellen, ob es Ihren Anwendungsanforderungen entspricht. Die folgende Diskussion wird dazu beitragen, Ingenieure zu entwerfen, die mit Kunststoffen nicht vertraut sind, um die Bedeutung dieses Wissens im Materialauswahlprozess zu verstehen und zu schätzen. Es ist nicht beabsichtigt, erschöpfend zu sein und ist nur als vorläufige Referenz gedacht.

Thermische Eigenschaften

Die zuverlässige Leistung eines Materials bei erhöhten Temperaturen ist für Designer häufig eine wichtige Überlegung. Die thermischen Eigenschaften bieten einen Referenzpunkt für zwei wichtige Aspekte der Leistung eines Materials in einer Hochtemperaturumgebung. Der erste Aspekt ist der sofortige Erweicheneffekt, dass Wärme der Kunststoffe verleiht. Dieser Effekt begrenzt die Umgebungstemperatur, auf die der Kunststoff ausgesetzt ist, wenn auch nur für kurze Zeit. Der zweite Aspekt ist die langfristige thermische Stabilität des Materials. Da eine längere Exposition gegenüber hohen Temperaturen zu einem Abbau der Materialeigenschaften führt, ist es wichtig, die Auswirkungen von langfristigen thermischen Umgebungen auf die in Ihrer Anwendung entscheidenden materiellen Eigenschaften zu verstehen.

Wärmeauslenkungstemperatur (HDT) ist ein relatives Maß für die Fähigkeit eines Kunststoffs, unter hohen Temperaturlasten zu arbeiten. Bei dieser Temperatur und einer Last von 1,8 MPa erzeugt die Probe eine spezifische Verformung. Es ist allgemein anerkannt, dass die maximale Arbeitstemperatur 5-10 Grad unter der Wärmeablenkungstemperatur liegen muss.

Der relative thermische Index (RTI) ist ein relatives Maß für die Fähigkeit eines Kunststoffs, bei hohen Temperaturen weiter zu arbeiten. Der Index ist definiert als eine Temperatur, bei der ein Material nach 100.000 Stunden Luftzug 50% seiner angegebenen Eigenschaften behält. Die Werte des in diesem Handbuch angegebenen relativen thermischen Index basieren auf der Aufbewahrung der Zugfestigkeit. Der relative thermische Index (RTI) kann als konservative Grundlage verwendet werden, wenn die maximale kontinuierliche Nutzungstemperaturen berücksichtigt werden. Für Anwendungen, die weniger Zeit erfordern, sind Datenblätter mit RTI -Werten für 5.000 und 10.000 Stunden auf Anfrage verfügbar.

Die Glasübergangstemperatur (TG) ist die Temperatur, bei der eine signifikante Änderung der Polymereigenschaften auftritt und das Polymer von einem glasigen zu einem gummiartigen Zustand verwandelt. Bei amorphen Polymeren ist diese Temperatur im Allgemeinen etwa 10 ° C höher als die Wärmeauslenkungstemperatur (HDT) und wird normalerweise als obere Temperaturgrenze für die kurzfristige Verwendung des Materials verwendet. Halbkristalline Polymere verlieren einen Teil ihrer Steifheit, wenn sie diese Temperatur erreichen, behalten jedoch ihre wartungsfähigen Eigenschaften unter dem Schmelzpunkt des Materials.

Der Schmelzpunkt (TM) ist die Temperatur, bei der die kristallinen Regionen innerhalb eines halbkristallinen Polymers erweichen. Der Schmelzpunkt repräsentiert normalerweise die absolute obere Temperatur, bei der ein halbkristallines Polymer in fester Form bleibt.

Mechanische Eigenschaften

Da die meisten Anwendungen unter einem gewissen Grad der mechanischen Belastung stehen, ist es wichtig, die Änderungen zu verstehen, die in Materialien unter dem Einfluss der Last auftreten. Konstrukteure ändern häufig die Tragfähigkeit oder Verformung einer Komponente unter Last, indem die Dicke des Querschnitts variiert. Die Zugfestigkeit kann durch das Fixieren eines Ende einer Probe gemessen und mit einer bestimmten Geschwindigkeit am anderen Ende geladen werden, bis die Probe ergibt oder bricht.

Die Verlängerung ist ein Maß dafür, wie viel ein Exemplar gedehnt werden kann, bevor es ergibt oder bricht. Eine hohe Dehnung zeigt an, dass das Material hart und duktil ist. Eine niedrige Dehnung zeigt normalerweise ein starres und spröses Material an. Glasfaserverstärkte Materialien weisen im Allgemeinen aufgrund der Zugabe von Glasfasern eine geringe Dehnung auf, sodass die niedrigen Dehnungwerte nicht immer die Sprödigkeit angeben. Der Biegermodul kann gemessen werden, indem die Mitte eines Probens geladen wird, das von zwei Punkten unterstützt wird. Dieser Modul ist definiert als die Steigung der Spannung/Dehnungskurve und ist ein nützlicher Indikator für Steifheit oder Härte.

Bei Materialvergleiche, desto höher die Zugfestigkeit eines Materials, desto kleiner ist die erforderliche Abschnittstärke, wenn die gleichen Anforderungen an die Tragekapazität erfüllt sind. Je höher der Biegermodul eines Materials, desto niedriger ist die erforderliche Abschnittstärke für die gleiche Verformung. Für einige Anwendungen ist der Querschnitt möglicherweise bereits die geringstmögliche Dicke, die angesichts der praktischen Gründung des Injektionsformprozesses möglich ist, und die relative Festigkeit ist möglicherweise keine Überlegung. Der Aufprallwiderstand kann weitgehend als die Fähigkeit eines Materials definiert werden, den Bruch zu widerstehen, wenn er von einem Objekt getroffen oder auf eine harte Oberfläche fallen gelassen wird. Der Izod -Auswirkungen ist die häufigste Testmethode zur Bewertung dieser Eigenschaft eines Materials und kann entweder gekerbte oder nicht veränderte Streifen durchgeführt werden.

Die Ergebnisse des unhandlichem IZOD -Impact -Tests geben einen guten Hinweis auf die tatsächliche Auswirkung des Materials. Ein Ergebnis von NB zeigt an, dass die Probe unter den experimentellen Bedingungen nicht durchbrach. Der gekerbte Izod -Impact -Test wird verwendet, um die Tendenz eines Materials zum Riss zu erfassen, wenn die Oberfläche zerkratzt oder gekerbt ist. Ein Material mit einem hohen nicht verspannten Izod-Wert und einem niedrig gekerbten Izod-Wert zeigt ein hartes Material mit hoher Einkerbsensibilität an. Bei der Betrachtung der Verwendung dieser Art von Material ist es wichtig, den größtmöglichen Radius in allen Ecken zu ermöglichen.

Elektrische Eigenschaften

Die meisten Kunststoffe sind gute elektrische Isolatoren. Die hier aufgeführten elektrischen Eigenschaften - dielektrische Festigkeit, Volumenwiderstand und Oberflächenwiderstand - bieten grundlegende Informationen über die Fähigkeit eines Materials, als elektrischer Isolator zu fungieren. Materialstufe, die große Mengen an Kohlefaser oder Kohlenstoffpulver enthalten, sind für diese Art der Anwendung im Allgemeinen nicht geeignet. Bei der Gestaltung eines plastischen Teils, dessen Hauptfunktion die elektrische Isolierung ist, muss eine Reihe anderer elektrischer Eigenschaften berücksichtigt werden, bevor schließlich ein Material ausgewählt wird.

Allgemeine Eigenschaften

Gewichtsreduzierung ist der Haupttreiber für viele Anwendungen, bei denen Kunststoffe anstelle von Metallen verwendet werden. Spezifische Gewicht, die Dichte des Harzes geteilt durch die Wasserdichte, kann verwendet werden, um das Gewicht eines Teils abzuschätzen. Das Material mit dem niedrigsten spezifischen Gewicht erzeugt den leichtesten Teil. Spezifische Schwerkraft beeinflusst auch die materiellen Kosten eines Teils. Auf einer Gewichtsbasis pro Einheit können mehr Teile aus einem Material mit einem niedrigeren spezifischen Gewicht als aus einem Material mit einem höheren spezifischen Gewicht gebaut werden.

Die Wasserabsorption kann gemessen werden, indem ein Teil vor und nach 24 Stunden Wasser ausgesetzt ist. Wasserabsorption kann Änderungen der Abmessungen und Eigenschaften eines Materials verursachen, und unterschiedliche Materialien werden auf unterschiedliche Weise beeinflusst. Während eine niedrige Wasserabsorption im Allgemeinen wünschenswert ist, sollte besondere Aufmerksamkeit auf die Wirkung der Wasserabsorption auf die Eigenschaften des Materials gelegt werden, anstatt nur die absolute Menge an Wasser zu berücksichtigen.

Chemische Kompatibilität

Die Exposition gegenüber chemischen Umgebungen beeinflusst die Arbeitsleistung von Materialien und für jede spezifische Anwendung wird die Kompatibilität des Materials mit den Chemikalien in der Umgebung der Anwendung, zu der es gehört, getestet. In diesem Handbuch sind chemische Verträglichkeitsklassen aufgeführt, um eine Vorstellung davon zu ermitteln, welche Arten von Chemikalien mit welchen Materialtypen kompatibel sind und mit welchen Materialtypen sie nicht kompatibel sind. Diese Noten werden basierend auf einer längeren Exposition zugeordnet, und einige als niedrigere Klassen definierte Materialien können für Anwendungen mit kürzeren Expositionszeiten geeignet sein. Einige chemische/materielle Kombinationen, die als überlegen eingestuft werden, können auch für ein bestimmtes Reagenz, Temperatur, Spannungsniveau und Materialkombination nicht geeignet sein.

Verarbeitung und Herstellung

Die hier aufgeführten Eigenschaften veranschaulichen den Bereich der Verarbeitungstemperaturen, die für jeden Materialtyp erforderlich sind. Schmelz- und Schimmelpilztemperaturdaten können bei der Auswahl der Verarbeitungsgeräte helfen. Die aufgelisteten Formschrumpfwerte wurden durch erhalten von

Standard -Testmethoden und sind möglicherweise nicht für bestimmte Teile relevant. Dieser Wert ist jedoch bei Materialvergleiche wertvoll, um festzustellen, ob eine zum Formen eines Material verwendete Form verwendet werden kann, um ein anderes Material zu formen und einen Teil derselben Größe zu erstellen.

Die Schmelzdurchflussraten werden verwendet, um unsere amorphen Kunststoffe zu charakterisieren, und diese Werte spiegeln wider, wie leicht das Material fließt. Beim Vergleich der Schmelzflussraten amorpher Kunststoff, die von anderen Herstellern angeboten werden, ist es wichtig zu bestimmen, ob die in ihren Tests verwendeten Temperaturen und Lasten mit denen übereinstimmen, die von uns verwendet werden. Wir haben die typische Verarbeitung jedes Produkttyps in jeder Produktlinie aufgeführt. Die meisten unserer Produkte werden durch Injektionsformung verarbeitet, aber einige Laken, Profile und andere Formen können durch Extrusion verarbeitet werden. Extrudierte Blätter können thermoformiert werden. Das Herstellen von Beschichtungen und Filmen kann mit Lösungsverarbeitungsmethoden durchgeführt werden.