Pabrikan cenderung menggunakan logam seperti nikel dan baja tahan karat untuk aplikasi berkinerja tinggi karena sangat tahan panas. Paduan berbasis nikel, misalnya, mempertahankan kekuatannya di lingkungan dengan suhu tinggi, paparan termal siklus, dan tingkat karbon yang tinggi. Meskipun logam cenderung lebih tahan panas daripada plastik, ada banyak contoh di mana para insinyur akan mendapat manfaat dari penggunaan plastik tahan panas untuk aplikasi kinerja tinggi mereka.
Plastik tahan panas terbagi dalam dua kategori besar - termoset dan termoplastik. Termoset adalah plastik yang mengeras saat terkena panas dan tidak dapat dibentuk kembali setelah proses curing. Termoplastik berkinerja tinggi adalah plastik yang menjadi cair saat dipanaskan, padat saat didinginkan, dan dapat dicairkan kembali setelah didinginkan. Integritas struktural termoplastik dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti suhu transisi gelas (Tg) dan titik leleh yang melekat pada setiap bahan. Ada pilihan termoplastik berkinerja tinggi yang mempertahankan kemampuan strukturalnya di atas 150 °C dan jangka pendek di atas 250 °C.
Selain tahan panas, bahan ini tahan bahan kimia, tahan korosi, dan isolator listrik dan termal yang sangat baik. Aplikasi berkinerja tinggi yang umum mencakup komponen piston di industri otomotif, saluran kabel di industri kedirgantaraan, konektor bawah laut di industri semikonduktor, dan banyak lagi. Saat merancang bagian yang akan bersentuhan dengan suhu yang sangat tinggi, tim produk harus mempertimbangkan pembuatan dengan lima plastik tahan panas teratas ini.
Termoplastik memperoleh ketahanan panasnya dari struktur molekulnya. Ketika cincin aromatik yang kaku ditambahkan ke resin sebagai pengganti gugus alifatik, tulang punggung rantai molekul dibatasi dan diperkuat sedemikian rupa sehingga dua ikatan kimia harus diputuskan untuk memutus rantai. Dengan struktur baru ini, ketahanan kimia dan panas termoplastik bisa sama atau lebih baik dari termoset.
Berikut lima plastik yang bisa menahan panas.
ULTEM®, nama merek untuk polieterimida (PEI), adalah salah satu dari sedikit termoplastik amorf yang tersedia secara komersial di pasaran saat ini. Ini kuat, tahan bahan kimia dan api, dan telah menjadi bahan pokok dalam industri manufaktur selama lebih dari 35 tahun. ULTEM menonjol karena memiliki kekuatan dielektrik tertinggi dari semua termoplastik berperforma tinggi.
Bahan ini memiliki titik leleh yang sangat tinggi yaitu 219°C dan suhu layanan kontinu maksimum 170 °C, sehingga ideal untuk papan sirkuit, peralatan sterilisasi makanan, dan, terutama, suku cadang pesawat. ULTEM adalah salah satu dari sedikit resin untuk digunakan dalam industri kedirgantaraan komersial — itu mengalahkan termoplastik lain dalam ketahanan mulur dan bertahan dengan baik di hadapan berbagai bahan bakar dan pendingin. Namun, ia cenderung retak dengan adanya pelarut terklorinasi polar. Bahan ini dapat ditemukan di fire blocker dan penutup kursi pesawat.
ULTEM cukup mahal seperti kebanyakan plastik lain dalam daftar ini. Selain itu, ia memiliki kekuatan benturan dan suhu yang dapat digunakan lebih rendah daripada MENGINTIP.
MENGINTIP, kependekan dari polieter eter keton, adalah termoplastik rekayasa kinerja tinggi semi-kristal yang tahan terhadap bahan kimia, keausan, kelelahan, mulur, dan panas. Bahan ini sangat kuat dan mudah beradaptasi dengan lingkungan yang keras sehingga produsen menggunakannya sebagai pengganti logam di banyak aplikasi, berapa pun suhunya. MENGINTIP dapat menahan suhu setinggi 310 ° C untuk waktu yang singkat dan memiliki titik leleh lebih dari 371 ° C. Terlebih lagi, ia memiliki kekuatan tarik dan lentur tertinggi dari semua polimer berperforma tinggi.
Karena daya tahannya yang seperti logam, PEEK banyak digunakan untuk berbagai perangkat medis, komponen aktif pada transmisi mobil, dan suku cadang eksterior pesawat. Ini memiliki keuntungan tambahan karena mudah dikerjakan melalui cetakan injeksi atau ekstrusi, dan PEEK solid kompatibel dengan permesinan CNC.
Termoplastik yang populer ini memang memiliki beberapa kelemahan kecil, termasuk kerentanannya terhadap sinar UV dan asam tertentu. Namun, PEEK masih merupakan termoplastik serbaguna yang harus dimiliki oleh semua insinyur.
PTFE, umumnya dikenal sebagai Teflon, adalah plastik lembut, tahan panas, gesekan rendah dengan ketahanan kimia yang luar biasa. Ini memiliki kekuatan lentur yang tinggi, ketahanan cuaca yang memadai, dan daya isolasi listrik yang baik di lingkungan panas dan basah.
PTFE unik karena hampir sepenuhnya inert secara kimiawi dan sangat tidak larut dalam sebagian besar pelarut, sehingga ideal untuk aplikasi suhu tinggi. PTFE memiliki salah satu titik leleh tertinggi dari semua termoplastik pada 327°C, dan rentang suhu pengoperasian yang sangat besar. Ini cukup stabil secara termal untuk digunakan di mana saja antara -200 °C dan +260 °C.
PTFE paling dikenal untuk aplikasi komersialnya. Ini juga digunakan untuk melindungi pipa dari bahan korosif, melapisi penukar panas, dan menyediakan insulasi untuk komponen listrik.
PTFE unggul pada suhu yang sangat tinggi dan rendah, tetapi sifat mekaniknya biasanya lebih rendah daripada plastik yang sebanding pada suhu kamar. Ini sensitif terhadap creep, abrasi, dan radiasi, dan asapnya bisa menjadi racun. Selain itu, perlu diperhatikan bahwa proses PTFE cukup mahal.
Polybenzimidazole (PBI) memiliki ketahanan panas dan aus tertinggi, kekuatan, dan stabilitas sifat mekanik dari semua termoplastik rekayasa yang ada di pasaran saat ini. Serat PBI tidak diketahui titik lelehnya, tidak terbakar, dan tidak menempel pada plastik lain. Bahan ini memiliki suhu layanan kontinu maksimum 398°C di lingkungan lembam, 343°C di udara, dan potensi paparan jangka pendek hingga 537°C terik.
Untuk semua kekuatannya, PBI sangat mahal dan sulit untuk diproduksi. Insinyur sering kali harus menggunakan alat berlian untuk mengolah bahan ini, yang membuat biaya menjadi lebih mahal. Dari sudut pandang desain, satu kelemahan utama PBI adalah sensitivitas takiknya. Desainer produk harus berhati-hati untuk menghindari setiap dan semua tepi atau sudut yang tajam dan menghaluskan semua permukaan akhir.
Polydicyclopentadiene (pDCPD) adalah polimer termoset yang dirancang khusus untuk menghasilkan kombinasi yang sangat baik dari bahan kimia, korosi, dan tahan panas, ditambah kekakuan dan kekuatan benturan. Bahan ini memadukan fleksibilitas cetakan termoset dengan karakteristik kinerja tinggi termoplastik rekayasa atas. Ini memiliki suhu defleksi panas hingga 120°C.
pDCPD unik karena hampir tidak memiliki batasan ukuran atau berat bagian — suku cadang dengan ketebalan dinding yang bervariasi, rusuk kaku yang dibentuk, dan banyak lagi tidak akan memperlambat produksi. pDCPD adalah material yang relatif baru dan aplikasinya masih terbatas, tetapi terbukti menjanjikan dalam peralatan proses kimia tahan korosi, septic tank, dan peralatan pengolahan air.
Insinyur dan produsen dapat meningkatkan panas dan meningkatkan kinerja sebagian besar jenis plastik dengan menggunakan aditif dan/atau penstabil panas. Tiga jenis aditif yang paling umum adalah antioksidan, penghambat api, dan alat bantu pemrosesan. Setiap aditif memberikan fitur yang berbeda dan berkontribusi pada daya tahan polimer.
Stabilisator panas melindungi polimer dari kerusakan panas selama pembuatan atau selama penggunaan normal bagian akhir, dan mereka ditambahkan ke sebagian besar polimer saat ini. Stabilisator panas juga dapat mempertahankan penampilan, kekuatan, dan elastisitas polimer.
Untuk aplikasi suhu tinggi, salah satu dari plastik berperforma tinggi ini benar-benar dapat menahan panas. Namun, tidak sembarang bahan akan dilakukan. Insinyur harus melakukan penelitian untuk memastikan mereka memilih plastik tahan panas yang paling cocok untuk aplikasi khusus mereka. Jika insinyur memilih bahan yang salah, mereka berisiko membahayakan fungsionalitas bagian mereka dan harus memulai dari awal.
Mitra manufaktur berpengalaman seperti Fast Radius dapat membuat proses pemilihan material bebas stres berkat layanan konsultasi teknik ahli kami. Kami dapat membantu tim produk mana pun memilih bahan yang tepat untuk bagian mereka dan persyaratan uniknya.
Di luar pemilihan material, tim insinyur dan desainer berpengalaman kami siap untuk merampingkan proses pengembangan produk dan memberikan suku cadang dengan kualitas unggul dengan harga terjangkau dan jadwal secepat kilat — sehingga setiap pelanggan dapat yakin bahwa mereka mendapatkan produk terbaik untuk kesepakatan terbaik . Hubungi kami hari ini untuk mendapatkan penawaran.
Untuk panduan material dan informasi lebih lanjut tentang pembuatan dengan plastik, lihat pusat sumber daya Radius Cepat.
Teknologi Industri
Saat merancang produk untuk penggunaan di luar ruangan, ingatlah bahwa plastik yang paling kuat pun dapat terdegradasi seiring waktu. Banyak faktor seperti tekanan mekanis, geometri bagian, dan iklim — air panas dan uap, udara dingin dan kondensasi, dan perubahan suhu yang cepat — dapat memengaruhi
Di bidang manufaktur, kami mengklasifikasikan beberapa plastik sebagai keras. Ketangguhan mengukur kemampuan material untuk menahan gaya benturan tinggi tanpa putus, patah, atau berubah bentuk. Bahan yang keras kuat dan dapat menahan beban gaya, tetapi juga ulet dan mampu meregang di bawah tekanan.
Kemasan makanan plastik sangat penting untuk menjaga kesegaran dan kualitas produk dalam transportasi, memperpanjang umur simpan, dan memenuhi peraturan Food and Drug Administration (FDA). Plastik yang bersentuhan dengan produk konsumsi harus mematuhi peraturan FDA dan menggunakan bahan yang dijamin
Industri plastik merupakan salah satu industri terpenting di negara ini. Plastik memenuhi hidup kita sebagai wadah makanan, alat pengaman, mainan anak-anak, dan bahkan furnitur teras, dan itu hanyalah beberapa contoh yang lebih jelas. Permintaan plastik inilah yang membuat industri seperti Plastech
