Vier thermische eigenschappen van kunststoffen

Over het algemeen zijn er vier veelgebruikte thermische eigenschappen van kunststoffen:warmtedoorbuigingstemperatuur, continue bedrijfstemperatuur, smeltpunt of voor sommigen, glasovergangstemperatuur en thermische uitzettingscoëfficiënt.

Hittedoorbuigingstemperatuur (ASTM D648 )

Warmteafbuigingstemperatuur of warmtevervormingstemperatuur (HDT) is de temperatuur waarbij een polymeer vervormt tot verwarming of koeling onder een gespecificeerde belasting. ASTM staat voor de American Society for Testing and Materials, een internationale vereniging die onder meer vrijwillige technische normen voor materialen ontwikkelt en publiceert. De standaard testmethode voor de doorbuigingstemperatuur van kunststoffen onder belasting is ASTMD648.

Continue servicetemperatuur

Dit is de maximale temperatuur waarbij een materiaal betrouwbaar kan presteren bij een langdurige toepassing. Continue servicetemperatuur zorgt voor de stabiliteit en integriteit van het materiaal gedurende de verwachte levensduur van het onderdeel in de beoogde toepassing. Hiervoor bestaat geen ASTM D-test.

Smeltpunt (ASTM D3418) of glasovergangstemperatuur T_g (ASTM D3418)

Kristallijne polymeren

Het smeltpunt verwijst naar de temperatuur waarbij kristallijne polymeren een ongeordende vloeistof worden. Kristallijne polymeren zijn polymeren met een regelmatig en gedefinieerd patroon in hun moleculaire structuur. Kristallijne harsen omvatten PEEK, PEK, PPS en PFA. Hoewel ze een smelttemperatuur hebben, hebben ze geen glasovergangstemperatuur. Polymeren met regelmatige ketenstructuren vormen het meest waarschijnlijk kristallijne gebieden. Hoe meer kristallijn een polymeer is, hoe sterker en minder flexibel het wordt. Dit type polymeren laat over het algemeen minder licht door. Kristalliniteit creëert de voordelen van sterkte, stijfheid, chemische weerstand en stabiliteit.

Amorfe kunststoffen

Amorfe kunststoffen hebben geen smeltpunt maar een glasovergangstemperatuur. In plaats van te smelten, worden deze polymeren zachter over een breed temperatuurbereik. Amorfe materialen zijn opgebouwd uit polymeren waarvan de ketens niet in geordende kristallen zijn gerangschikt, maar willekeurig zijn verspreid, ook al zijn ze in vaste toestand. Overgangstemperatuur is de temperatuur waaronder een polymeer hard en broos wordt. Over het algemeen zijn amorfe polymeren transparant en worden ze gebruikt om dingen als plastic folie, contactlenzen en plastic vensters te maken.

Semi-kristallijne kunststoffen

Polymeermoleculen zijn vaak gedeeltelijk kristallijn (semikristallijn ), met kristallijne gebieden verspreid in amorf materiaal. De kristallijne moleculen hebben een smelttemperatuur, terwijl de amorfe gebieden een glasovergangstemperatuur hebben.

Coëfficiënt van lineaire thermische uitzetting

(CLTE) is de relatie tussen de dimensionale respons van een materiaal op verwarming en koeling. Lineaire thermische uitzetting betekent dat het product in alle richtingen uitzet, en hiermee moet rekening worden gehouden in ontwerpberekeningen. De berekening is:(gegeven factor) x 10-6 x lengte x verandering in temperatuur C°. (ASTM D E-831 TMA)

De coëfficiënt van lineaire thermische uitzetting wordt vaak weergegeven als een factor (10 ^-4 m/mK) in veel tabellen. Alle materialen zetten uit bij veranderingen in temperatuur. Thermoplasten zetten aanzienlijk meer uit dan metalen, b.v. Koolstofstaal 10,8 (10)-6 vergeleken met UHMW PE 200 (10)-6 is ongeveer 18 keer meer.

Tabel met thermische eigenschappen van gewone kunststoffen

Materiaal                    HDT        ContService Temp. Smeltpunt        CLTE

Nylon, 

Kristallijn                200°F        210°F                             500°F                  5,5 x.10 ^-5

PPS,

Halfkristallijn     250°F         425°F                             426°F                  2,8 x 10 ^-5

PEI, amorf     410°F          340°F                             410°F (T_g )          3,1 x 10 ^-5

Als u kunststof onderdelen bij hoge temperaturen wilt gebruiken, neem dan contact op met Craftech voor advies over geschikte materialen voor uw behoeften.

Hulp nodig bij afdrukken, problemen of onderdelen. Neem contact met ons op via Craftech Ind. Inc.