プラスチックの主要熱的特性:HDT、連続使用温度、融点/ガラス転移、熱膨張係数
高温用途向けプラスチックを選定する際、その熱的挙動を理解することは不可欠です。4つの核心指標—熱たわみ温度(HDT)、連続使用温度、融点またはガラス転移温度、線膨張係数(CLTE)—が、情報に基づいた材料選択に必要なデータを提供します。
熱たわみ温度(ASTM D648)
HDT、または熱歪み温度は、規定荷重下で加熱または冷却時にポリマーが曲がるポイントです。ASTM D648規格が試験方法を規定し、メーカー間で一貫性のある比較可能な結果を保証します。
連続使用温度
HDTとは異なり、連続使用温度は材料が期待耐用期間中に確実に性能を発揮できる最高温度です。この指標にASTM試験は存在しませんが、長期信頼性のための重要な設計パラメータです。
融点とガラス転移温度(ASTM D3418)
結晶性ポリマー
PEEK、PEK、PPS、PFAなどの結晶性樹脂は明確な温度で融解します。規則的な分子秩序により高強度、高剛性、耐薬品性を付与しますが、不透明になりがちです。
非晶質プラスチック
非晶質材料は真の融点を持ちません。代わりにガラス転移温度(Tg)で記述される広い温度範囲で軟化します。これらのポリマーは通常透明で、ラップフィルムやコンタクトレンズなどに使用されます。
半結晶性プラスチック
半結晶性ポリマーは結晶性と非晶質ドメインの両方を含みます。結晶部分に融点、非晶部分にガラス転移温度を示します。
線膨張係数(CLTE)
CLTEは材料の寸法が温度でどう変化するかを定量化:(CLTE)× 10−6 × 長さ × ΔT(℃)。熱可塑性樹脂は一般的に金属より膨張大。例えば炭素鋼は10.8×10−6 m/m·K、UHMW PEは200×10−6 m/m·K—約18倍大きいです。
一般的プラスチックの熱的特性表
材料 | HDT | 連続使用温度 | 融点 / Tg | CLTE
ナイロン(結晶性) | 200°F | 210°F | 500°F | 5.5×10−5
PPS(半結晶性) | 250°F | 425°F | 426°F | 2.8×10−5
PEI(非晶質) | 410°F | 340°F | 410°F (Tg) | 3.1×10−5
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