I materiali termoplastici per alte temperature sono materie plastiche lavorabili a fusione I materiali termoplastici ad alta temperatura hanno una struttura stabile a lungo termine a temperature superiori a 150 ° C. Le loro temperature di utilizzo a breve termine possono essere anche superiori a 250 ° C. L'eccellente capacità termica di questi polimeri è nel mercato delle materie plastiche. Ha un appeal molto elevato e la sua quota di mercato ha mantenuto un tasso di crescita elevato negli ultimi anni: a volte i termoplastici ad alta temperatura sono anche chiamati "materiali plastici ad alte prestazioni", pertanto il costo dei materiali termoplastici ad alta temperatura è in media superiore del 10% rispetto a quello delle materie plastiche generiche. volte!
I termoplastici ad alta temperatura raggiungono tipicamente la loro resistenza alla temperatura introducendo un anello aromatico rigido nella loro struttura molecolare piuttosto che un gruppo alifatico, il che limita il movimento della spina dorsale e richiede la rottura di due catene chimiche (con una delle strutture grasse) In confronto, la catena si rompe (Fig. 1), quindi le proprietà meccaniche, le proprietà ad alta temperatura e la resistenza chimica dei materiali termoplastici ad alta temperatura sono notevolmente migliorate Rispetto ai polimeri termoindurenti reticolati, le proprietà dei materiali termoplastici ad alta temperatura sono generalmente migliori.
Figura 1: Degradazione di polimeri aromatici e lineari a causa dell'invecchiamento termico
In pratica, al fine di soddisfare applicazioni specifiche prestazioni, spesso richiedono termoplastico ad alta temperatura. Utilizzando un materiale di rinforzo specifico come fibre di vetro, rispetto al polimero di base può essere ulteriormente migliorata resistenza alla deformazione termica e rigidità componendo modificato. additivi come un fluorocarburo o grafite particelle migliorano sostanzialmente le caratteristiche di attrito radente, carica conduttiva aggiunti per fornire una migliore conduttività elettrica, nitruro di boro e altri riempitivi termicamente conduttivo aggiunto per garantire un buon trasferimento di calore, che è molto importante in molte applicazioni di alto calore .
Figura 2: Piramide delle prestazioni di plastica
Attualmente, il mercato dei materiali termoplastici lavorabili a fusione ad alta temperatura comprende molte famiglie di polimeri, ciascuno costituito da diversi tipi di polimeri: l'industria delle materie plastiche utilizza solitamente cose come "alte prestazioni", "polimeri ingegnerizzati" e "standard" o "materie prime". "La terminologia di plastica descrive l'applicazione di questi materiali, la Figura 2 sopra illustra la posizione di materiali termoplastici ad alte prestazioni o ad alta temperatura.
I materiali termoplastici ad alta temperatura (come tutti i polimeri) contengono due strutture molecolari: amorfo (ordinato a caso) e cristallino (altamente ordinato) .Per scopi pratici, i termoplastici sono polimeri amorfi o hanno regioni amorfe e cristalline. Polimeri semi-cristallini Una delle principali differenze tra i due tipi è il modo in cui rispondono alla temperatura (vedi Figura 3) I materiali termoplastici amorfi e cristallini ad alta temperatura sono utilizzati in applicazioni automobilistiche, aerospaziali, mediche ed elettriche che richiedono alte prestazioni. / Industria elettronica.
Figura 3: caratteristiche dei materiali termoplastici amorfi e semicristallini ad alta temperatura
Il lightweighting automobilistico è un argomento che viene spesso citato oggi.Le materie plastiche ad alta temperatura sono spesso viste come un sostituto per i metalli.La Figura 4 riassume alcuni dei vantaggi e degli svantaggi delle plastiche ad alta temperatura rispetto ai metalli.
Figura 4: vantaggi e svantaggi delle materie plastiche ad alta temperatura rispetto ai metalli