耐熱プラスチックの知識

メーカーは、耐熱性が高いため、高性能用途にニッケルやステンレス鋼などの金属を使用する傾向があります。たとえば、ニッケルベースの合金は、高温、繰り返しの熱暴露、および高炭素含有量の環境で強度を維持します。金属はプラスチックよりも耐熱性が高い傾向にありますが、多くの場合、エンジニアは高性能アプリケーションに耐熱性プラスチックを使用することで利益を得ることができます.

耐熱プラスチックは、機械的特性に悪影響を与えることなく、最大 300°F を超える連続動作温度に耐えることができる高分子材料です。

耐熱プラスチックは、熱硬化性プラスチックと熱可塑性プラスチックの 2 つのカテゴリに分類されます。熱硬化性プラスチックは、加熱すると硬化し、硬化後は元に戻すことができないプラスチックです。高性能熱可塑性プラスチックは、加熱すると溶け、冷却すると固体になり、冷却後に再溶融できるプラスチックです。熱可塑性樹脂の構造的完全性は、固有のガラス転移温度 (Tg) やさまざまな材料の融点などの要因の影響を受けます。 150°C 以上、短期的には 250°C 以上で構造的機能を維持する高性能熱可塑性樹脂のオプションがあります。

耐熱性に加え、組成によって耐薬品性、耐食性、軽量化、電気的・耐熱性などの優れた特性を発揮します。これらのさまざまな品質により、幅広い産業用途に適しています。

以下では、読者がニーズに適したものを判断できるように、いくつかの最高の耐熱性プラスチックとその特性に焦点を当てます.さらに、耐熱プラスチックが使用される代表的な用途についても概説します。

耐熱プラスチックには多くの種類があり、それぞれに長所と短所があり、さまざまな用途に適しています。以下は、徹底的に研究された 4 つの耐熱プラスチックのリストです。

• PTFE (ポリテトラフルオロエチレン)
• PEEK (ポリエーテルエーテルケトン)
• PEI (ポリエーテルイミド)
• PAI (ポリアミドイミド)

PTFE (ポリテトラフルオロエチレン)。

ポリテトラフルオロエチレン (通常はテフロン™ というブランド名で知られています) は、摩擦係数が低く、耐薬品性に​​優れています。また、曲げ強度、電気抵抗、耐候性、熱安定性にも優れています。テフロン ガスケットは、-328°F から 500°F の温度範囲に適しています。

強度が高く、耐候性に優れ、高温多湿の環境でも電気絶縁性に優れています。

ポリテトラフルオロエチレンは非常に高温および低温で良好に機能しますが、その機械的特性は通常、室温でのプラスチックとは異なります。クリープ、摩耗、放射線に敏感で、その煙は有毒である可能性があります。さらに、PTFE の加工コストが非常に高いことも注目に値します。

ピーク ( P ポリエーテルエーテルケトン)

PEEK は半結晶構造の高性能エンジニアリング熱可塑性樹脂です。耐薬品性、耐摩耗性、耐疲労性、クリープ性、耐熱性などの特徴があります。この材料は非常に強く、過酷な環境に耐えることができるため、過酷な環境条件下でも材料の強度と適応性を維持できるため、メーカーは多くの用途で金属の代替品として使用しています。 PEEK は、371°C を超える融点で、310°C までの温度に短時間耐えることができます。さらに重要なことは、あらゆる高性能ポリマーの中で最高の引張強度と曲げ強度を備えていることです。

PEEK の欠点には、硫酸、硝酸、塩素酸、ハロゲン、およびナトリウムに対する感受性、紫外線に対する耐性の低さなどがあります。また、高価なため、要求の厳しいアプリケーションでしか使用できません.

PEI (ポリエーテルイミド)

PEI (通常、ブランド名として Ultem® のみ) は、市場に出回っている数少ないアモルファス熱可塑性樹脂の 1 つです。強く、耐薬品性、難燃性があり、高性能熱可塑性プラスチックの中で最高の絶縁耐力を備えています。この材料の融点は 219°C と非常に高く、最大連続使用温度は 170°C です。

ULTEM は、民間の航空宇宙産業で使用される数少ない樹脂の 1 つです。クリープ抵抗の点で他の熱可塑性プラスチックよりも優れており、さまざまな燃料や冷却剤の存在下でも良好に維持されます。ただし、極性塩素化溶媒の存在下ではひび割れする傾向があります。

PAI (ポリアミドイミド)

PAI は、高温耐性、高い熱安定性、優れた耐薬品性、および 275°C までの高温耐摩耗性を備えた、もう 1 つの高性能熱可塑性樹脂です。 PAI は、高い引張強度と圧縮強度も示します。ポリアミドイミドは、射出および圧縮成形技術によって加工できます。 PAI は、圧縮、衝撃、およびクリープに対する耐性が高いため、優れた寸法安定性も備えています。

耐熱プラスチック用途

耐熱プラスチックにはさまざまな形態があり、これらのさまざまな材料形態を使用して、さまざまな産業で使用される部品や製品が製造されています。例:

• 航空宇宙、自動車、ガラス産業の耐熱性および耐衝撃性部品に使用されています。
• 電気および半導体産業で、耐熱性、耐放射線性、高絶縁性、または特定の導電性のコンポーネントに使用されます。
• 医療機器業界で滅菌および抗加水分解コンポーネントに使用されます。
• 原子力エネルギーおよび X 線技術産業で使用される放射線防護および抗放射線コンポーネント
• 化学産業のさまざまなコンポーネントで使用されています。

耐熱プラスチックは、多くの産業で重要な役割を果たしています。それらの熱安定性と他の有利な特性の組み合わせにより、無数の用途で金属の適切な代替品となります。さらに、それらの組成によっては、より良い材料の選択になる場合があります。たとえば、場合によっては、金属部品をプラスチック部品に置き換えることで、コンポーネントの重量を減らし、コンポーネントの寿命を延ばし、コンポーネントのパフォーマンスを向上させることができます。