내열성 플라스틱에 대한 지식

제조업체는 높은 내열성 때문에 고성능 응용 분야에 니켈 및 스테인리스강과 같은 금속을 사용하는 경향이 있습니다. 예를 들어, 니켈 기반 합금은 고온, 주기적인 열 노출 및 탄소 함량이 높은 환경에서 강도를 유지합니다. 금속은 플라스틱보다 내열성이 더 높은 경향이 있지만 많은 경우 엔지니어는 고성능 응용 분야에 내열성 플라스틱을 사용함으로써 이점을 얻을 수 있습니다.

내열성 플라스틱은 기계적 특성에 부정적인 영향을 미치지 않으면서 최대 300°F 이상의 연속 작동 온도를 견딜 수 있는 고분자 재료입니다.

내열성 플라스틱은 열경화성 플라스틱과 열가소성 수지의 두 가지 범주로 나뉩니다. 열경화성 플라스틱은 열을 가하면 굳어 경화 후 모양이 변형되지 않는 플라스틱입니다. 고성능 열가소성 플라스틱은 가열하면 녹고 냉각되면 고체가 되고 냉각 후에 다시 녹을 수 있는 플라스틱입니다. 열가소성 수지의 구조적 무결성은 고유한 유리 전이 온도(Tg) 및 다양한 재료의 융점과 같은 요인에 의해 영향을 받습니다. 150°C 이상 및 단기적으로 250°C 이상에서 구조적 기능을 유지하는 고성능 열가소성 수지에 대한 옵션이 있습니다.

내열성 외에도 구성에 따라 내화학성, 내식성, 낮은 재료 중량, 전기 및 열 저항 및 기타 유리한 특성을 나타낼 수 있습니다. 이러한 다양한 특성으로 인해 광범위한 산업 응용 분야에 적합합니다.

아래에서는 독자가 자신의 요구에 적합한 플라스틱을 결정하는 데 도움이 되도록 최고의 내열성 플라스틱과 그 특성에 중점을 둡니다. 또한 내열성 플라스틱이 사용되는 몇 가지 일반적인 응용 분야에 대해서도 설명합니다.

다양한 유형의 내열성 플라스틱이 있으며 각각 고유한 장점과 단점이 있어 다양한 응용 분야에 적합합니다. 다음은 철저히 연구된 4가지 내열성 플라스틱 목록입니다.

• PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌)
• PEEK(폴리에테르에테르케톤)
• PEI(폴리에테르이미드)
• PAI(폴리아미드이미드)

PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌).

일반적으로 상표명 Teflon™으로 알려진 폴리테트라플루오로에틸렌은 마찰 계수가 낮고 내화학성이 높습니다. 또한 우수한 굽힘 강도, 전기 저항, 내후성 및 열 안정성을 나타냅니다. 테프론 가스켓은 -328°F ~ 500°F의 온도 범위에 적합합니다.

덥고 습한 환경에서 우수한 강도, 충분한 내후성 및 우수한 전기 절연성을 가지고 있습니다.

폴리테트라플루오로에틸렌은 극도로 높거나 낮은 온도에서 잘 작동하지만 기계적 특성은 일반적으로 실온에서 플라스틱과 다릅니다. 크리프, 마모 및 방사선에 민감하며 연기가 유독할 수 있습니다. 또한 PTFE의 가공 비용이 상당히 높다는 점은 주목할 가치가 있습니다.

피크( 피 올리에테르에테르케톤)

PEEK는 반결정 구조의 고성능 엔지니어링 열가소성 수지입니다. 내화학성, 내마모성, 내피로성, 크리프 및 내열성의 특성을 가지고 있습니다. 이 재료는 매우 강하고 열악한 환경을 견딜 수 있으므로 제조업체는 재료가 가혹한 환경 조건에서 강하고 적응력을 유지하도록 허용하기 때문에 많은 응용 분야에서 금속 대체물로 사용합니다. PEEK는 371°C 이상의 융점과 함께 단기간 동안 최대 310°C의 온도를 견딜 수 있습니다. 더 중요한 것은 모든 고성능 폴리머 중 인장 및 굴곡 강도가 가장 높다는 것입니다.

PEEK의 단점 중 일부는 황산, 질산, 염소산, 할로겐 및 나트륨에 대한 민감성과 자외선에 대한 낮은 내성을 포함합니다. 또한 고가이므로 까다로운 애플리케이션에서만 사용할 수 있습니다.

PEI(폴리에테르이미드)

PEI(일반적으로 상표명으로 Ultem®만 사용)는 시장에 나와 있는 몇 안 되는 비정질 열가소성 수지 중 하나입니다. 강하고 내화학성이 있으며 난연성이 있으며 모든 고성능 열가소성 수지 중 가장 높은 절연 강도를 가지고 있습니다. 이 소재는 219°C의 매우 높은 융점과 170°C의 최대 연속 작동 온도를 가지고 있습니다.

ULTEM은 상업용 항공우주 산업에서 사용되는 몇 안 되는 수지 중 하나입니다. 이는 내크리프성 면에서 다른 열가소성 수지를 능가하며 다양한 연료 및 냉각수 존재에서도 잘 유지됩니다. 그러나 극성 염소계 용매가 있으면 균열이 생기는 경향이 있습니다.

PAI(폴리아미드-이미드)

PAI는 고온 내성, 높은 열 안정성, 우수한 내화학성 및 최대 275°C의 고온 내마모성을 갖춘 또 다른 고성능 열가소성 수지입니다. PAI는 또한 높은 인장 및 압축 강도를 나타냅니다. 폴리아미드이미드는 사출 및 압축 성형 기술로 가공할 수 있습니다. 또한 PAI는 압축, 충격 및 크리프에 대한 높은 내성으로 인해 치수 안정성이 뛰어납니다.

내열 플라스틱 애플리케이션

내열성 플라스틱은 다양한 형태로 제공되며 이러한 다양한 재료 형태는 광범위한 산업 분야에서 사용되는 부품 및 제품을 제조하는 데 사용됩니다. 예:

• 항공우주, 자동차 및 유리 산업의 내열성 및 내충격성 부품에 사용됩니다.
• 전기 및 반도체 산업의 내열성, 내방사선성, 고절연성 또는 특정 전도성 부품에 사용됩니다.
• 의료 기기 산업의 살균 및 가수분해 방지 부품에 사용됩니다.
• 원자력 에너지 및 X선 기술 산업에서 사용되는 방사선 보호 및 방사선 방지 부품
• 화학 산업의 다양한 부품에 사용됩니다.

내열성 플라스틱은 많은 산업 분야에서 중요한 역할을 합니다. 다른 유리한 특성과 결합된 열 안정성으로 인해 수많은 응용 분야에서 금속을 대체하기에 적합합니다. 또한 구성에 따라 더 나은 재료 선택이 될 수 있습니다. 예를 들어 금속 부품을 플라스틱 부품으로 교체하면 부품 무게를 줄이고 부품 수명을 연장하며 부품 성능을 향상시킬 수 있는 경우가 있습니다.