उच्च तापमान वाले प्लास्टिक: चुनौतीपूर्ण अनुप्रयोगों में तेजी से वृद्धि

August 17, 2024

दीर्घकालिक उपयोग के तापमान द्वारा वर्गीकृत प्लास्टिक को सामान्य-उद्देश्य वाले प्लास्टिक, इंजीनियरिंग प्लास्टिक और उच्च-तापमान वाले प्लास्टिक में विभाजित किया जा सकता है, जिनमें से उच्च-तापमान वाले प्लास्टिक को हीट-प्रतिरोधी प्लास्टिक, उच्च-प्रदर्शन प्लास्टिक, विशेष इंजीनियरिंग प्लास्टिक के रूप में भी जाना जाता है और इसी तरह।

सामान्य-उद्देश्य वाले प्लास्टिक प्लास्टिक होते हैं जो 100 ओसी से कम तापमान पर लंबे समय तक उपयोग किए जाते हैं; पांच प्रमुख सामान्य-उद्देश्य वाले प्लास्टिक में पॉलीइथाइलीन (पॉलीइथाइलीन, पीई), पॉलीप्रोपाइलीन (पॉलीप्रोपाइलीन, पीपी), पॉलीस्टायरीन (पॉलीस्टायरीन, पीएस), पॉलीविनाइल क्लोराइड (पॉलीविनाइल क्लोराइड, पीवीसी), और एक्रिलोनिट्राइल-ब्यूटेन-स्टाइल-स्टाइल-स्टाइल (एबीएस) शामिल हैं; उनके पास कम यांत्रिक गुण हैं, लेकिन अनुप्रयोगों और उत्कृष्ट प्रसंस्करण गुणों की विस्तृत श्रृंखला के कारण पैकेजिंग, घर के उपकरण और निर्माण उद्योगों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

इंजीनियरिंग प्लास्टिक, प्लास्टिक हैं जो लंबे समय तक 100 ओसी से 150 ओसी तक के तापमान पर उपयोग किए जाते हैं; पांच प्रमुख इंजीनियरिंग प्लास्टिक में पॉली कार्बोनेट (पॉली कार्बोनेट, पीसी), पॉलीऑक्सिमेथिलीन (पॉलीऑक्सिमेथिलीन, पीओएम), पॉलिएस्टर (पॉलीब्यूटिलीन टेरेफ्थेलेट, पीबीटी), पॉलीमाइड (पॉलीमाइड, पीए) और पॉलीस्टायरीन (पॉलीफेनिलीन, पीए) शामिल हैं। पॉलीमाइड, पीए) और पॉलीफेनिलीन ऑक्साइड (पीपीओ); उनके पास अच्छे यांत्रिक गुण हैं, रासायनिक प्रतिरोध और घर्षण प्रतिरोध, संशोधक के अलावा, सामग्री को अनुकूलित कर सकते हैं, इंजीनियरिंग प्लास्टिक को संसाधित करने में आसान ऑटोमोटिव, इलेक्ट्रॉनिक्स और मशीनरी उद्योगों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

उच्च तापमान वाले प्लास्टिक, प्लास्टिक होते हैं जिनका उपयोग लंबे समय तक 150 ओसी से अधिक तापमान पर किया जा सकता है; उनके पास कई उत्कृष्ट गुण हैं जो केवल उच्च कार्यशील तापमानों पर प्रकट हो सकते हैं, जिसमें अच्छे यांत्रिक गुण और उत्कृष्ट रासायनिक प्रतिरोध शामिल हैं, लेकिन विकिरण प्रतिरोध, लौ मंदबुद्धि और अच्छे विद्युत गुण भी; संशोधन के माध्यम से, घर्षण गुणों में सुधार और विद्युत चालकता को समायोजित करते समय सामग्री की आयामी स्थिरता और कठोरता में सुधार किया जा सकता है; सैन्य, विमानन, एयरोस्पेस, मोटर वाहन और तेल और गैस उद्योगों में, पारंपरिक धातुओं और सिरेमिक की जगह, उच्च तापमान वाले प्लास्टिक में नए और चुनौतीपूर्ण अनुप्रयोग जारी हैं, जो सबसे तेजी से बढ़ते प्लास्टिक उत्पादों में से एक बन जाते हैं।

1. उच्च तापमान प्लास्टिक के लिए इंजीनियरिंग प्लास्टिक ब्रिजिंग - पीपीए, पैरा

एरोमैटिक पॉलीमाइड्स में अर्ध-एरोमैटिक पॉलीमाइड (पॉलीफथलामाइड, पीपीए) और पूरी तरह से एरोमैटिक पॉलीमाइड (पॉलीरीलामाइड, पैरा) शामिल हैं। एलीफैटिक पीए अणु की मुख्य श्रृंखला में बेंजीन के छल्ले वाले अर्ध-एरोमैटिक या पूरी तरह से सुगंधित एमाइड चेन सेगमेंट पेश करके, यांत्रिक गुण, गर्मी प्रतिरोध और पारंपरिक पीए के आयामी स्थिरता को बढ़ाया जाता है।

पीपीए के मुख्य आपूर्तिकर्ता बीएएसएफ, ड्यूपॉन्ट, डीएसएम, ईएमएस, इवोनिक, कुरारे, मित्सुई, सबिक और सोलवे हैं, और आम लोग हैं। , PA6, PA66 और PPA के गुणों को दिखाता है और तुलना करता है। PPA, जहां PPA PA6T/XT (Hexamethylenediamine + methylglutylenediamine + terephthalic एसिड) है।

पैरा के मुख्य आपूर्तिकर्ता ड्यूपॉन्ट, कोलोन, सोलवे, तेइजिन और तैहो, आदि हैं, जिनमें से सबसे प्रसिद्ध ड्यूपॉन्ट के नोमेक्स (पॉलीसोफथालॉयल आइसोफथालामाइड) और केवल (ऑल-पारा-पॉलीरामाइड) हैं। ), चादर और फाइबर; इसका कोई पिघलने बिंदु नहीं है और 370 oc या उससे अधिक पर विघटित होना शुरू हो जाता है; इसकी उच्च ढांकता हुआ शक्ति है, और इसके गुणों की तुलना PA6, PA66 और PPA के साथ की जा सकती है। विघटित होने लगा; उच्च ढांकता हुआ ताकत, अल्पकालिक 40 केवी/मिमी वोल्टेज का सामना कर सकती है; अच्छा यांत्रिक क्रूरता (1.5 मिमी मोटी इन्सुलेटिंग पेपर, 1800 एन/सेमी की तन्यता ताकत, ब्रेक 8.0%पर बढ़ाव); 220 में ओसी का उपयोग लंबे समय तक दस साल से अधिक समय तक किया जा सकता है; रासायनिक संक्षारण प्रतिरोध, विकिरण प्रतिरोध और लौ मंदता; मुख्य रूप से विद्युत इन्सुलेशन (जैसे, ट्रांसफॉर्मर) और लौ रिटार्डेंट, आदि के लिए उपयोग किया जाता है .. केवलर मुख्य उत्पाद रूप फाइबर और शीट है; कोई पिघलने बिंदु, 427 ओसी अपघटन की शुरुआत से ऊपर; उच्च शक्ति, उच्च मापांक और क्रूरता (3.6 GPA की फाइबर तन्यता शक्ति, 130 GPA का तन्य मापांक, ब्रेक 3%पर बढ़ाव); 180 OC के तापमान का दीर्घकालिक उपयोग; मुख्य रूप से एक सुपर-मजबूत फाइबर और मजबूत सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है, जो सैन्य, विमानन और एयरोस्पेस और अन्य संरचनात्मक घटकों में उपयोग किया जाता है।

2. प्लास्टिक के साथ स्टील को बदलने के उदाहरण - पीपीएस, पेक, पीआई

पॉलीफेनिलीन सल्फाइड (पीपीएस) अणु की मुख्य श्रृंखला में एक बेंजीन-सल्फर बॉन्ड के साथ एक थर्माप्लास्टिक, अर्ध-क्रिस्टलीय राल है। पीपी के मुख्य आपूर्तिकर्ता सेलेनी, डीआईसी, कुरेहा, पॉलीप्लास्टिक्स, सोलवे, तोरे, तोसोह, और ज़जियांग न्हू, और ज़जियांग न्हू, और ज़ेजियांग न्हू हैं। .Pps का उपयोग लंबे समय तक तापमान पर 180 से 220 OC तक कम पानी के अवशोषण और अच्छे आयामी स्थिरता के साथ किया जा सकता है। इसका उपयोग लंबे समय तक 180 से 220 OC के तापमान सीमा में किया जा सकता है, जिसमें बहुत कम पानी के अवशोषण और अच्छे आयामी स्थिरता के साथ। संशोधन के बाद, इसे व्यापक रूप से इलेक्ट्रॉनिक, इलेक्ट्रिकल और ऑटोमोटिव उद्योगों में एक संरचनात्मक सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है। तालिका 2, एक उदाहरण के रूप में सेलेनीज़ के फोरट्रॉन® के साथ पीपीएस के गुणों को दिखाती है।

Polyaryletherketon (PAEK) एक अर्ध-क्रिस्टलीय, थर्माप्लास्टिक है, जिसमें मुख्य रूप से पॉलीथेटकेटोन (PEK), पॉलीथरथेकेटोन (PEEK), Polyetherketoneketone (Pekk), और इसी तरह शामिल हैं। Pekk), आदि PAEK की विभिन्न किस्मों के बीच का अंतर रासायनिक संरचना, ईथर कीटोन का क्रम और अनुपात, 143 से 175 OC तक कांच संक्रमण तापमान, 338 से 375 OC तक पिघलने बिंदु। PAEK आणविक संरचना में अच्छे यांत्रिक गुणों, विद्युत इन्सुलेशन और रासायनिक प्रतिरोध के साथ बेंजीन रिंग होती है; ईथर बॉन्डिंग और इसलिए कि इसमें एक लचीला है, और इसे थर्माप्लास्टिक प्रसंस्करण विधि के साथ ढाला जा सकता है। PAEK के मुख्य आपूर्तिकर्ता अक्रो-प्लास्टिक, सेलेनी, इवोनिक, सोलवे और विकट्रेक्स हैं। तालिका 3, उदाहरण के लिए, विकट्रेक्स से पीक के गुणों को दिखाती है। यह ध्यान देने योग्य है कि PEEK 3D प्रिंटिंग तारों और पाउडर के लिए तेजी से विकसित हो रहा है, जो लेहवॉस, Indmatec, ठोस अवधारणाओं और अन्य जैसे आपूर्तिकर्ताओं से उपलब्ध हैं।

पॉलीमाइड (पीआई) एक बहुलक है जिसमें मुख्य श्रृंखला पर एक इमाइड (-को-एनएच-सीओ-) होता है, जिसमें एलिफैटिक, अर्ध-एरोमैटिक और एरोमैटिक पीआई तीन प्रकार, अनाकार-आधारित, थर्माप्लास्टिक और थर्मोसेटिंग शामिल हैं। पीआई में कोई महत्वपूर्ण पिघलने बिंदु नहीं है, 400 ओसी तक का उच्च तापमान प्रतिरोध, उच्च इन्सुलेट गुण; व्यापक रूप से विमानन, एयरोस्पेस, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक, नैनो, लिक्विड क्रिस्टल, सेपरेशन मेम्ब्रेन, लेजर, आदि के क्षेत्र में उपयोग किया जाता है। पीआई का मुख्य उत्पाद रूप। पीआई के मुख्य उत्पाद रूप फिल्मों, फाइबर, फोम और रेजिन हैं। 3 ई एटिस, अराकावा, ड्यूपॉन्ट, कनेका, मित्सुई, तैमाइड, आदि। ड्यूपॉन्ट की टाइप 100 एचएन पीआई फिल्म की तन्यता ताकत काप्टन® से बनाई गई है 231 एमपीए और 139 एमपीए क्रमशः 23oC और 200 ओसी पर है। 231 एमपीए और 139 एमपीए क्रमशः 23oC और 200 ओसी पर, और तन्यता मापांक क्रमशः 2.5 GPA और 2.9 GPa था। एक उदाहरण के रूप में औरम®।

उच्च तापमान वाले प्लास्टिक में, पॉलीमाइड्स (पीआई) तापमान प्रतिरोध आयाम के मामले में पिरामिड के शीर्ष पर हैं। पॉलीमाइड्स को डायनाहाइड्राइड्स और डायमाइन के पोलीमराइजेशन द्वारा उत्पादित किया जाता है, और आगे ईथर और एमाइड बॉन्ड को मुख्य श्रृंखला में पेश किया जाता है, पॉलीथर-इमाइड (पीईआई) और पॉलीमाइड-इमाइड (पीएआई) क्रमशः प्राप्त किया जा सकता है। व्यावसायिक रूप से उपलब्ध थर्माप्लास्टिक पॉलीमाइड्स के लिए, पीआई, पीईआई और पीएआई को आमतौर पर मित्सुई के ऑरम®, सबिक के अल्टेम® और सोलवे के टॉर्लन® द्वारा दर्शाया जाता है। तालिका 5 इन तीन आपूर्तिकर्ताओं से उत्पादों के मूल गुणों को दिखाती है। यह ध्यान देने योग्य है कि SABIC'S ULTEM® PEI का उपयोग स्ट्रैटासिस के 3 डी प्रिंटिंग फिलामेंट्स (Ultem® 9085) में किया जाना शुरू हो गया है। सारांश में, पॉलीमाइड्स उत्कृष्ट समग्र प्रदर्शन के साथ विभिन्न प्रकार के उत्पादों में उपलब्ध हैं, जो फिल्मों, फाइबर, कोटिंग्स, फोम और कंपोजिट से लेकर हैं, और विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोग उद्देश्यों के लिए चुना जा सकता है।

उच्च तापमान वाले प्लास्टिक में, उच्च संप्रेषण (ASTM D1003) के साथ अनाकार सामग्री का एक वर्ग होता है, जो पारदर्शी प्लास्टिक होते हैं (400-800nm के तरंग दैर्ध्य पर दृश्यमान प्रकाश का संचार 80%से ऊपर है), और तुलना में उच्च गर्मी-प्रतिरोधी तापमान की तुलना में अधिक है। सामान्य पारदर्शी प्लास्टिक, पीएस, पीसी और पीएमएमए, जो ग्लास के लिए प्लास्टिक को प्रतिस्थापित करने के मामले में उच्च तापमान पर सामग्री के लिए अधिक कठोर आवश्यकताओं को पूरा करने में सक्षम हैं।

3. ग्लास के स्थान पर प्लास्टिक के उदाहरण - पीएसयू, पेसु, पीपीएसयू, बराबर

Polysulfone (PSU या PSF) थर्माप्लास्टिक रेजिन का एक वर्ग है जिसमें -So2- मुख्य श्रृंखला में, अनाकार होता है। तीन मुख्य प्रकार के पॉलीसुल्फोन, साधारण बिस्फेनोल ए-टाइप पीएसयू, पॉलीथेरसुल्फोन (पीईएसयू) और पॉलीरीलसुल्फोन (पीपीएसयू) हैं, तीनों के संरचनात्मक सूत्र नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाए गए हैं। पॉलीसुल्फोन का दीर्घकालिक उपयोग तापमान 180 OC तक पहुंच सकता है, अल्पकालिक गर्मी प्रतिरोध 220 OC तक हो सकता है, जिसमें अच्छे आयामी स्थिरता, विद्युत इन्सुलेशन, रासायनिक और हाइड्रोलिसिस प्रतिरोध, मुख्य रूप से मोटर वाहन, इलेक्ट्रॉनिक और इलेक्ट्रिकल, घरेलू (खाद्य संपर्क) में उपयोग किया जाता है। और अन्य क्षेत्र, विशेष रूप से कुछ पारदर्शी भाग, धातु, कांच और सिरेमिक के लिए एक अच्छा विकल्प है।

वर्तमान में, पॉलीसुल्फोन के मुख्य आपूर्तिकर्ता BASF, SABIC, SOLVAY, SUMITOMO और इतने पर हैं। तालिका 6 एक उदाहरण के रूप में BASF के अल्ट्रासोन® का उपयोग करके PSU, PESU और PPSU के गुणों को दिखाती है। तीनों को ग्लास फाइबर और कार्बन फाइबर के साथ आगे प्रबलित किया जा सकता है और इंजेक्शन मोल्डिंग और एक्सट्रूज़न द्वारा संसाधित किया जा सकता है।

PolyaryLate (Par) एक पॉलीरील यौगिक है, जो मुख्य श्रृंखला में बेंजीन रिंग और एस्टर बॉन्ड के साथ एक थर्माप्लास्टिक राल है, और अनाकार है। मंदबुद्धि गुण, और मुख्य रूप से सटीक उपकरणों, ऑटोमोबाइल, चिकित्सा देखभाल, भोजन, और दैनिक आवश्यकताओं में उपयोग किया जाता है। PAR का विशिष्ट प्रतिनिधि Unitika का U-Polymer® है, जो एक Bisphenol राल है। Polymer®, Bisphenol A और Terephthalic और Isophthalic एसिड का एक कोपोलिमर। तालिका 7 में यू-पॉलीमर के कुछ गुणों को दिखाया गया है, और यह ध्यान देने योग्य है कि PAR की क्रूरता पॉलीसुल्फोन प्लास्टिक की तुलना में काफी बेहतर है।

4. विशेष फ़ंक्शन प्लास्टिक (फ्लोरोप्लास्टिक्स) - PVDF, PTFE, PCTFE, आदि ।

फ्लोरोप्लास्टिक्स पॉलील्केन्स हैं जिनमें कुछ या सभी हाइड्रोजन परमाणुओं को फ्लोरीन परमाणुओं द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है। छह सामान्य फ्लोरोप्लास्टिक्स में पॉलीटेट्रैफ्लुओरोइथिलीन (पीटीएफई), टेट्राफ्लुओरोइथिलीन-पेरफ्लोरोअल्कॉक्सी विनाइल ईथर कोपोलिमर (पॉलीफ्लुओरोकॉक्सी, पीएफए), फ्लोरिनेटेड एथिलीन प्रोपीलीन (एफईपी), एथिलीन-पेरफ्लिन (एफईपी), एथिलीन-पेरफ्लिन (एफईपी) शामिल हैं। Favc)। , एफईपी, एथिलीन-टेट्रा-फ्लोरोइथिलीन कोपोलिमर (एथिलीन-टेट्रा-फ्लोरो-एथिलीन, ईटीएफई), पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड (पीवीडीएफ) और पॉलीक्लोरोट्रिफ़्लुएथिलीन (पीसीटीईएफ)। (PCTEF)।

कुल मिलाकर, फ्लोरोप्लास्टिक्स में उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध, उच्च और कम तापमान प्रतिरोध, घर्षण का कम गुणांक, अच्छा आत्म-सर्जन और ढांकता हुआ गुण होते हैं, और व्यापक रूप से रासायनिक, इलेक्ट्रॉनिक, इलेक्ट्रिकल, विमानन, एयरोस्पेस, मशीनरी, निर्माण, चिकित्सा, मोटरोटीवीय और में उपयोग किए जाते हैं। अन्य औद्योगिक क्षेत्र। छह फ्लोरोप्लास्टिक्स के मुख्य गुण तालिका 9 में दिखाए गए हैं, जिनमें से पीटीएफई पिघल चिपचिपापन का उपयोग इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया में किया जाना बहुत बड़ा है; PFA, FEP, ETFE, PVDF और PCTEF में बेहतर प्रसंस्करण प्रदर्शन होता है और इसे इंजेक्शन मोल्डिंग, एक्सट्रूज़न और अन्य प्रक्रियाओं द्वारा ढाला जा सकता है। वर्तमान में, फ्लोरोप्लास्टिक्स के मुख्य आपूर्तिकर्ता 3 एम, केमोर्स (पूर्व में ड्यूपॉन्ट फ्लोरोप्लास्टिक्स), डाकिन, सोलवे, अर्केमा, आदि हैं। उत्पाद रूपों में एक्सट्रूडेड प्रोफाइल, छर्रों, फिल्मों, पाउडर, आदि शामिल हैं। PFA, FEP, ETFE, PVDF और PCTEF के रूप में, इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए उपयुक्त नहीं हैं। यह ध्यान देने योग्य है कि कुछ फ्लोरोप्लास्टिक्स, जैसे कि पीवीडीएफ, में बैरियर और पीजोइलेक्ट्रिकिटी जैसे विशेष गुण होते हैं जो पारंपरिक उच्च तापमान प्लास्टिक में नहीं होते हैं, और लिथियम बैटरी, अर्धचालक और अन्य उद्योगों में कुछ चुनौतीपूर्ण नए अनुप्रयोगों में तेजी से विकसित हो रहे हैं।

संक्षेप में, उच्च तापमान वाले प्लास्टिक में मुख्य रूप से सुगंधित पॉलीमाइड (पीपीए, पैरा), पॉलीफेनिलीन सल्फाइड (पीपीएस), पॉलीरीलेन ईथर कीटोन (पीक), पॉलीमाइड (पीआई), पॉलीसुल्फोन (पीएसयू, पेसु, पीपीएसयू), पॉलीरीलेट (पीएआर), तरल, तरल, तरल, तरल, तरल) शामिल हैं। क्रिस्टल पॉलिमर (एलसीपी) और फ्लोरीन प्लास्टिक, आदि, और 150 से 300 ओसी के तापमान का दीर्घकालिक उपयोग, मुख्य विशेषताएं क्रमशः उनकी मुख्य विशेषताओं में उच्च गर्मी प्रतिरोध, उच्च शक्ति, उच्च पारदर्शिता, उच्च तरलता और उच्च शामिल हैं। घर्षण प्रतिरोध, आदि, और प्रदर्शन को संशोधन द्वारा और सुधार किया जा सकता है। इन उच्च तापमान वाले प्लास्टिक के अपने फायदे और नुकसान हैं, एयरोस्पेस, ऑटोमोटिव, इलेक्ट्रॉनिक्स और अन्य उद्योगों में, स्टील के बजाय प्लास्टिक, प्लास्टिक के बजाय ग्लास (या सिरेमिक) और विभिन्न प्रकार के चुनौतीपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए, अलग-अलग सामग्री चयन और उत्पाद डिजाइन की आवश्यकता होती है। विभिन्न आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए।

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