SumikaExcel 5003P: Verhoog epoxy-composiet breukzwaarte & verminder micro-kraking

Een polyethersulfon (PES) micro-poederadditief genaamd SumikaExcel 5003P, verhoogt naar verluidt breukzwaarte en weerstand tegen micro-kraking voor vezel-versterkte epoxycomposieten over een breed temperatuurbereik zonder negatieve invloed op dimensionele stabiliteit, brand/rook/toxiciteit (FST), kruipweerstand, modulus, impact of trekksterkte. Het functionele additief wordt breed gebruikt door de luchtvaartindustrie voor prepreg en hars-overdracht gegoten koolstofvezel-versterkte epoxy, wint terrain in epoxycomposieten voor automobiel, en kan gebruikt worden voor hoogpresterende sportartikelen ook. Het materiaal wordt geproduceerd door Sumitomo Chemical Co. Ltd. (Tokio, Japan) en wordt in Noord-Amerika verkocht door Sumitomo Chemical Advanced Technologies, LLC (Phoenix, AZ, VS), dat zal uitstallen op de Composites & Advanced Materials Expo (CAMX) van 16-18 oktober in Dallas, TX, VS.

PES is een amber-transparante, amorfe engineering thermoplast bekend om zijn hoge temperatuurmogelijkheden, hoge sterkte en impactsweerstand, goede kruipweerstand bij verhoogde temperaturen en lasten, goede dimensionele stabiliteit, lage lineaire thermische uitdingscoëfficiënt (CLTE) over een breed temperatuurbereik, inherent vlamvertragend, lage rook, minimale uitgassing, goede en brede chemische weerstand, en weerstand tegen heet water (tot 180°C). Het wordt aangeboden in pelletvorm voor injectiegieten, extrusie- en filmprocessen en in poedervorm voor gegoten films, filtratiewerken, en als epoxyadditief voor composieten, hoge-temperatuur verf en coatings en lijmiddelen. PES-kwaliteiten worden gebruikt in de luchtvaart, automobiel, elektrisch/elektronica, medische apparatuur- en voedselverwerkingsindustrieën.

In zijn rol als functioneel additief voor epoxycomposieten, worden specifieke kwaliteiten met hydroxyl (-OH) eindgroepen gebruikt. De eindgroepen reageren met glycidylgroepen op de epoxymatrix om een gekruislinkt, interpenetrerend polymernetwerk (IPN) te vormen. Hoewel het additief typisch gebruikt wordt bij lage laat-verhoudingen van 2-12 gew.-%, voegt het grotere flexibiliteit toe aan het IPN, wat op zijn beurt de zwaarte van het epoxycomposiet verhoogt. SumikaExcel 5003P heeft een glas-uitgangstemperatuur (Tg) van 230°C, wat hoger is dan typisch voor luchtvaart-epoxyharsen (varierend van 120-200°C), en aangezien het ook goede stijfheid en sterkte heeft, verbetert het impact- en kraakweerstand zonder andere thermomechanische eigenschappen in te boeten. Vooral belangrijk voor luchtvaarttoepassingen, doet het dit allemaal zonder FST of het vermogen om te gieten en zeer strakke tolerenties te houden te beïnvloeden. Hoewel het meest gebruikt wordt met hoogpresterende koolstofvezel-versterkte epoxycomposieten, is het even effectief in glas- of basalt-versterkte epoxycomposieten ook.

Sumitomo Chemical is uniek in de kunststofindustrie als de werelds enigste PES-fabrikant die toegewijde PES-polymerisatiefaciliteiten handhaaft (in Chiba en Ehime, Japan) en ook een toegewijde micro-niveau poederverfijningsfaciliteit (in Phoenix, AZ, VS). Dit elimineert de mogelijkheid van kruiscontaminatie met andere polymeren – een kritieke en streng afgedwongen vereiste in de luchtvaartindustrie – en vereenvoudigt ook de toeleveringsketen voor verwerkers en OEMs. Poeders zo fijn als 30 μm en zo groot als 500 μm worden geproduceerd op de Phoenix-faciliteit met behulp van rotatie-classificerende malmolen, die efficiënter en nauwkeuriger zijn dan conventionele malmeenheden. Bovendien wordt laser-diffractie karakteriseringsapparatuur gebruikt om deeltjesgrootte te meten in zowel inkomende voedingsstoffen als uitgaande afgeronde poeder, en een geïnductief gekoppeld plasma-apparaat controleert elke lot op metalen voor en na maloperaties om te garanderen dat het product aan specificatievereisten voldoet.