Sobre as propriedades dos plásticos

Os materiais termoplásticos podem ser divididos em duas categorias principais: amorfo e semi-cristalino. Polímeros amorfos são materiais que são inerentemente transparentes e predominantemente graus não reforçados. Os polímeros semi-cristalinos são opacos e geralmente são misturados com certos aditivos, como fibras de vidro, minerais e modificadores de impacto. Os polímeros de desempenho ultra-alto oferecem algumas das propriedades de material mais altas no campo e podem ser amorfas ou semi-cristalinas. Eles são frequentemente definidos por seu desempenho geral superior.

Propriedades típicas

Ao selecionar um plástico de alto desempenho, é importante entender a natureza do plástico, suas propriedades e os métodos de teste correspondentes. Somente com esse conhecimento você poderá avaliar os pontos fortes e limitações de uma resina específica para determinar se atende aos requisitos de seu aplicativo. A discussão a seguir ajudará os engenheiros de design não familiarizados com os plásticos para entender e apreciar a importância desse conhecimento no processo de seleção de materiais. Não se destina a ser exaustivo e se destina apenas como uma referência preliminar.

Propriedades térmicas

O desempenho confiável de um material a temperaturas elevadas é frequentemente uma consideração essencial para os designers. As propriedades térmicas fornecem um ponto de referência para dois aspectos importantes do desempenho de um material em um ambiente de alta temperatura. O primeiro aspecto é o efeito de amolecimento imediato que o calor transmite aos plásticos. Esse efeito limita a temperatura ambiente à qual o plástico é exposto, mesmo que apenas por um curto período de tempo. O segundo aspecto é a estabilidade térmica de longo prazo do material. Como a exposição prolongada a altas temperaturas resulta em uma degradação das propriedades do material, é essencial entender os efeitos de ambientes térmicos de longo prazo nas propriedades do material que são críticas em sua aplicação.

A temperatura de deflexão do calor (HDT) é uma medida relativa da capacidade de um plástico de trabalhar sob cargas de alta temperatura. Nesta temperatura e uma carga de 1,8 MPa, a amostra produz uma deformação específica. É geralmente aceito que a temperatura máxima de trabalho deve estar de 5 a 10 graus abaixo da temperatura de deflexão do calor.

O índice térmico relativo (RTI) é uma medida relativa da capacidade de um plástico de continuar trabalhando em altas temperaturas. O índice é definido como uma temperatura na qual um material retém 50% de suas propriedades especificadas após 100.000 horas de exposição ao ar. Os valores do índice térmico relativo dado neste manual são baseados na retenção de resistência à tração. O índice térmico relativo (RTI) pode ser usado como base conservadora ao considerar temperaturas máximas de uso contínuo. Para aplicativos que exigem menos tempo, as folhas de dados com valores de RTI por 5.000 e 10.000 horas estão disponíveis mediante solicitação.

A temperatura de transição vítrea (TG) é a temperatura na qual ocorre uma mudança significativa nas propriedades do polímero e o polímero se transforma de um estado de vidro para um estado de borracha. Para polímeros amorfos, essa temperatura é geralmente cerca de 10∶ maior que a temperatura de deflexão do calor (HDT) e geralmente é usada como um limite de temperatura superior para uso a curto prazo do material. Os polímeros semi-cristalinos perdem parte de sua rigidez quando atingem essa temperatura, mas mantêm suas propriedades reparáveis ​​abaixo do ponto de fusão do material.

O ponto de fusão (TM) é a temperatura na qual as regiões cristalinas dentro de um polímero semi-cristalino suavizam. O ponto de fusão geralmente representa a temperatura superior absoluta na qual um polímero semi-cristalino permanece em forma sólida.

Propriedades mecânicas

Como a maioria das aplicações estará sob algum grau de carga mecânica, é importante entender as mudanças que ocorrem nos materiais sob a influência da carga. Os engenheiros de projeto geralmente alteram a capacidade de carga de carga ou deformação de um componente sob carga, variando a espessura da seção transversal. A resistência à tração pode ser medida pelo processo de fixação de uma extremidade de uma amostra e carregá -la a uma taxa específica na outra extremidade até que a amostra renda ou quebre.

O alongamento é uma medida de quanto uma amostra pode ser esticada antes que ela renda ou quebre. Um alto alongamento indica que o material é duro e dúctil. Um alongamento baixo geralmente indica um material rígido e quebradiço. Os materiais reforçados com fibra de vidro geralmente exibem baixo alongamento devido à adição de fibras de vidro, portanto, os baixos valores de alongamento nem sempre indicam fragilidade. O módulo de flexão pode ser medido carregando o meio de uma amostra suportada por dois pontos. Esse módulo é definido como a inclinação da curva de tensão/tensão e é um indicador útil de rigidez ou dureza.

Ao fazer comparações de materiais, quanto maior a resistência à tração de um material, menor a espessura da seção necessária se for atendido os mesmos requisitos de capacidade de carga. Da mesma forma, quanto maior o módulo de flexão de um material, menor a espessura da seção necessária para a mesma deformação. Para algumas aplicações, a seção transversal já pode ser a menor espessura possível, dadas as práticas do processo de moldagem por injeção, e a força relativa pode não ser uma consideração. A resistência ao impacto pode ser amplamente definida como a capacidade de um material de resistir à quebra quando atingida por um objeto ou derrubada em uma superfície dura. O impacto do IZOD é o método de teste mais comum para avaliar essa propriedade de um material e pode ser executado usando tiras entalhadas ou não -atendidas.

Os resultados do teste de impacto Izod não atendido dão uma boa indicação da resistência real do impacto do material. Um resultado do NB indica que a amostra não se quebrou nas condições experimentais. O teste de impacto de Izod entalhado é usado para detectar a tendência de um material a quebrar quando a superfície é arranhada ou entalhada. Um material com um valor IZOD alto e um valor IZOD baixo e um valor Izod baixo indica um material difícil com sensibilidade de alta escada. Ao considerar o uso desse tipo de material, é importante permitir o maior raio possível em todos os cantos.

Propriedades elétricas

A maioria dos plásticos são bons isoladores elétricos. As propriedades elétricas listadas aqui - força dielétrica, resistividade de volume e resistividade da superfície - fornecem informações básicas sobre a capacidade de um material de atuar como um isolador elétrico. Gosses de materiais que contêm grandes quantidades de fibra de carbono ou pó de carbono geralmente não são adequados para esse tipo de aplicação. Ao projetar uma parte plástica cuja função principal é o isolamento elétrico, várias outras propriedades elétricas devem ser consideradas antes que um material seja finalmente selecionado.

Propriedades gerais

A redução de peso é o principal driver para muitas aplicações em que os plásticos são usados ​​no lugar de metais. Gravidade específica, a densidade da resina dividida pela densidade da água, pode ser usada para estimar o peso de uma peça. O material com a menor gravidade específica produzirá a parte mais leve. A gravidade específica também afeta o custo material de uma peça. Em base de peso por unidade, mais peças podem ser construídas a partir de um material com uma gravidade específica mais baixa do que a partir de um material com uma gravidade específica mais alta.

A absorção de água pode ser medida pesando uma parte antes e após 24 horas de exposição à água. A absorção de água pode causar alterações nas dimensões e propriedades de um material, e diferentes materiais são afetados de maneiras diferentes. Embora a baixa absorção de água seja geralmente desejável, deve -se prestar atenção especial ao efeito da absorção de água nas propriedades do material, em vez de apenas considerar a quantidade absoluta de água desenhada.

Compatibilidade química

A exposição a ambientes químicos afeta o desempenho de trabalho dos materiais e, para cada aplicação específica, a compatibilidade do material com os produtos químicos no ambiente da aplicação à qual pertence é testada. Os graus de compatibilidade química estão listados neste manual na esperança de estabelecer uma idéia de quais tipos de produtos químicos são compatíveis com quais tipos de materiais e quais tipos de materiais eles podem ser incompatíveis. Esses graus são atribuídos com base em exposição prolongada e alguns materiais definidos como graus mais baixos podem ser adequados para aplicações com tempos de exposição mais curtos. Algumas combinações químicas/materiais classificadas como superiores também podem não ser adequadas para um reagente específico, temperatura, nível de estresse e combinação de material.

Processamento e fabricação

As propriedades listadas aqui ilustram a gama de temperaturas de processamento necessárias para cada tipo de material. Os dados de temperatura de fusão e molde podem ajudar na seleção de equipamentos de processamento. Os valores de encolhimento de moldagem listados foram obtidos por

métodos de teste padrão e podem não ser relevantes para algumas partes específicas. No entanto, esse valor é valioso nas comparações de materiais para ajudar a determinar se um molde usado para moldar um material pode ser usado para moldar outro material e fazer uma parte do mesmo tamanho.

As taxas de fluxo de fusão são usadas para caracterizar nossos plásticos amorfos, e esses valores refletem com que facilidade o material flui. Ao comparar as taxas de fluxo de fusão de plásticos amorfos oferecidos por outros fabricantes, é importante determinar se as temperaturas e cargas usadas em seus testes são consistentes com as usadas por nós. Listamos o processamento típico de cada tipo de produto em cada linha de produto. A maioria de nossos produtos é processada por moldagem por injeção, mas alguns graus de folha, perfis e outras formas podem ser processados ​​por extrusão. As folhas extrudadas podem ser termoformadas. Produzir revestimentos e filmes podem ser feitos por métodos de processamento de soluções.