El plàstic de polisulfona (PSU) és un material d’alt rendiment conegut per la seva durabilitat en condicions extremes. Des d’eines mèdiques fins a parts aeroespacials, PSU ofereix una resistència increïble, una resistència a la calor i una estabilitat química. En aquesta publicació, coneixereu les propietats úniques de PSU Plastic i per què és la millor opció en diverses indústries.
Què és el plàstic PSU?
PSU, o polisulfona, és un termoplàstic d’alt rendiment conegut per les seves excel·lents propietats. Està compost per unitats repetides de grups de sulfona i anells aromàtics, creant una estructura de polímer forta i estable.
Aquesta composició química única proporciona a PSU les seves característiques destacades, com ara:
En comparació amb altres termoplàstics, la PSU destaca a causa de la seva capacitat de mantenir les seves propietats en un ampli rang de temperatura. Pot suportar les temperatures de -150 ° F (-100 ° C) a 300 ° F (150 ° C), cosa que el fa adequat per a aplicacions exigents.
| Propietat | PSU | PVC | ABS |
| Temperatura màxima del servei (° C) | 150 | 60 | 80 |
| Força de tracció (MPA) | 70 | 50 | 45 |
| Mòdul de flexió (GPA) | 2.48 | 2.4 | 2.3 |
Taula 1: Comparació de la PSU amb altres termoplàstics
PSU pertany a la família de termoplàstics amorfs. Això significa que la seva estructura molecular està ordenada aleatòriament, a diferència dels plàstics semi-cristal·lins. La naturalesa amorfa de la PSU contribueix a la seva:
La disposició molecular aleatòria permet a la PSU suavitzar gradualment quan s’escalfa, fent -la adequada per a termoformació i altres mètodes de processament.
Figura 1: Representació simplificada de l'estructura molecular de PSU
Propietats del plàstic de PSU
El plàstic PSU és reconegut per les seves propietats excepcionals. Ofereix una combinació única de característiques mecàniques, tèrmiques, químiques i elèctriques que la converteixen en una elecció superior per a diverses aplicacions.
Propietats mecàniques
Força de tracció alta: PSU té una resistència a la tracció de 10.200 psi (70 MPa). Això significa que pot suportar forces d’estirament importants sense trencar -se.
Excel·lent força de flexió: amb una resistència a la flexió de 15.400 psi (106 MPa), la PSU pot resistir les forces de flexió excepcionalment bé. Manté la seva forma sota càrrega.
Bona resistència a l’impacte: PSU té una força d’impacte IZOD de 1,3 peus/in (69 J/m). Pot absorbir impactes sobtats sense esquerdar -se ni destrossar -se.
Força de compressió alta: PSU pot suportar forces de compressió de fins a 13.900 psi (96 MPa). Això fa que sigui adequat per a aplicacions on es pugui sotmetre a forces aixafades.
Propietats tèrmiques
Resistència a la temperatura alta: PSU pot mantenir les seves propietats a temperatures elevades. Té una temperatura de servei contínua de 285 ° F (140 ° C).
Excel·lent estabilitat tèrmica: les propietats de la PSU es mantenen estables en un ampli interval de temperatures. La seva temperatura de deflexió de calor és de 181 ° C a 66 psi i 345 ° F (174 ° C) a 264 psi.
Coeficient baix d’expansió tèrmica lineal: PSU té un CLTe baix de 3,1 x 10^-5 in/in/° F (5,6 x 10^-5 m/m/° C). Això significa que pateix canvis dimensionals mínims amb fluctuacions de temperatura.
Resistència química
Resistència a àcids, alcalis i solucions de sal: PSU pot suportar l’exposició a diversos productes químics. És resistent als àcids minerals, alcalis i solucions de sal.
Limitacions: PSU no és resistent als èsters, clor i hidrocarburs aromàtics. Aquests productes químics poden causar degradació o dissolució del material.
Propietats elèctriques
Bona força dielèctrica: PSU té una força dielèctrica de 425 V/MIL (16,7 kV/mm). Proporciona un excel·lent aïllament elèctric.
Propietats aïllants: l’alta resistència elèctrica de la PSU i la constant dielèctrica baixa la converteixen en un bon aïllant. Es pot utilitzar en aplicacions elèctriques i electròniques.
Propietats addicionals
Retarticament inherent a la flama: la PSU és inherentment retardant de la flama. Compleix la qualificació de inflamabilitat UL94 V-0 sense necessitat de retardants addicionals de la flama.
Variacions de grau alimentari: algunes qualificacions de PSU compleixen la FDA. Es poden utilitzar en aplicacions de contacte amb aliments.
Bona maquinària: la PSU es pot mecanitzar mitjançant tècniques convencionals. Permet la creació de parts i components complexos.
Altres propietats importants
Estabilitat dimensional: PSU manté les seves dimensions al llarg del temps i en diverses condicions. Té una baixa absorció d’humitat i una mínima contracció.
Transparència: PSU és semi-transparent amb una tonalitat ambre. Això permet la inspecció visual de continguts en determinades aplicacions.
Resistència a la radiació: PSU té una bona resistència a la radiació. Pot suportar l’exposició als raigs gamma i altres formes de radiació sense degradació significativa.
| de la propietat | Valor |
| Força a la tracció | 10.200 psi (70 MPa) |
| Força de flexió | 15.400 psi (106 MPa) |
| Impacte IZOD (Notched) | 1,3 peus/in (69 J/m) |
| Força compressiva | 13.900 psi (96 MPa) |
| Temperatura contínua del servei | 285 ° F (140 ° C) |
| Temperatura de desviació de calor (66 psi / 264 psi) | 358 ° F (181 ° C) / 345 ° F (174 ° C) |
| Coeficient d’expansió tèrmica lineal | 3,1 x 10^-5 in/in/° F (5,6 x 10^-5 m/m/° C) |
| Força dielèctrica | 425 V/MIL (16,7 kV/mm) |
Taula: Propietats clau del plàstic de PSU
Aplicacions de Polysulfone (PSU)
El plàstic de polisulfona (PSU) s’utilitza àmpliament a les indústries a causa de les seves excel·lents propietats tèrmiques, mecàniques i químiques. Explorem algunes de les seves aplicacions clau.
Medical i assistència sanitària
La PSU s’afavoreix en l’àmbit mèdic per la seva capacitat de suportar l’esterilització repetida, assegurant la seguretat i la durabilitat.
Casos d’esterilització : la PSU és perfecta per a casos d’esterilització mèdica per la seva resistència a la calor i la seva capacitat de suportar l’esterilització de vapor repetida.
Instruments dentals : utilitzat en diverses eines dentals, PSU ofereix la força i la resistència necessàries als processos d’esterilització.
Dispositius mèdics : l'estabilitat química de la PSU la fa ideal per a components en dispositius que requereixen esterilització constant.
Aeroespacial i automoció
La força i la resistència de la PSU a ambients extrems el converteixen en un material per a parts aeroespacials i automobilístiques.
Interiors d’avions : PSU s’utilitza en interiors d’avions on la força, la resistència a la calor i el retard de la flama són crucials.
Trolla de restauració : la seva naturalesa i la seva durabilitat són ideals per a la PSU per als carros de restauració de les companyies aèries.
Porses i engranatges de precisió : la duresa de la PSU garanteix un bon funcionament en els coixinets i els engranatges de precisió, fins i tot sota estrès.
Elèctric i l'electrònica
La força dielèctrica i les propietats aïllants de la PSU fan que sigui valuosa en electrònica i aplicacions elèctriques.
Connectors : PSU s’utilitza sovint en connectors elèctrics, proporcionant un aïllament i durabilitat excel·lents.
Cossos de bobina : la seva resistència a la calor i els productes químics la fa adequada per a cossos de bobina en equips elèctrics.
Components aïllants : PSU és el material escollit per a les peces aïllants en diversos dispositius electrònics.
Indústria alimentària
La PSU és segura per utilitzar-la en la manipulació i la preparació d’aliments, gràcies a la seva resistència química i a les notes compatibles amb la FDA.
Accessoris d’aigua calenta : s’utilitza habitualment en accessoris d’aigua calenta a causa de la seva capacitat de manejar temperatures altes sense degradar -se.
Munions de fontaneria : la durabilitat de la PSU la fa ideal per a col·lectors de fontaneria, especialment els exposats a aigua calenta.
Safates de serveis alimentaris : Les safates de menjar PSU són lleugeres, duradores i poden suportar temperatures elevades a les cuines comercials.
Filtració i purificació de l'aigua
La resistència de la PSU a productes químics i altes temperatures la converteix en una opció excel·lent per als components de filtració d’aigua.
Tubs, brides i components de la bomba : PSU s’utilitza en tubs, brides i bombes per als sistemes de purificació d’aigua. Resisteix a la degradació química, garantint el rendiment a llarg termini en ambients durs.
| d’aplicació | Components d’exemple |
| Mèdic | Casos d’esterilització, eines dentals, dispositius |
| Aeroespacial | Interiors d’avions, carros, coixinets |
| Electrònica | Connectors, cossos de bobina, aïllament |
| Indústria alimentària | Accessoris d’aigua calenta, safates, col·lectors |
| Filtració d'aigua | Tubs, brides, peces de bomba |
Modificacions de polisulfona (PSU)
Si bé la PSU ja té propietats impressionants, es pot millorar encara més mitjançant diverses modificacions. Aquestes adaptacions permeten a la PSU adaptar -se a aplicacions i indústries específiques.
Barrejades per a propietats millorades
Combinar PSU amb altres polímers és una manera eficaç de millorar el seu rendiment. Dues barreges comunes són:
PSU/PA barreges:
La combinació PSU amb poliamides (PA) millora les seves propietats i la seva duresa de flux.
La naturalesa semi-cristal·lina de la PA també millora la resistència química de la barreja.
Aquestes barreges combinen els punts forts dels dos materials, donant lloc a un compost amb propietats generals millorades.
Barrejades PSU/PC:
La combinació de la PSU amb el policarbonat (PC) pot millorar les seves propietats de flux mantenint el rendiment mecànic.
No obstant això, a causa de la naturalesa amorfa de la PC, no hi ha una millora significativa en la resistència química.
Aquestes barreges són útils on es requereix una millor processabilitat sense sacrificar la força mecànica.
Additius a mida
Incorporar additius a la PSU pot millorar encara més les seves propietats. Un dels enfocaments habituals és utilitzar els farcits:
Filtres:
Afegir els farcits a PSU pot millorar la seva resistència mecànica i la seva resistència química.
Els farcits comuns inclouen fibres de vidre, fibres de carboni i càrregues de minerals com el talc o el carbonat de calci.
L’elecció del farcit depèn de la millora específica de la propietat desitjada i dels requisits de l’aplicació.
| del farcit | la millora de la propietat |
| Fibres de vidre | Augment de la resistència a la tracció i la flexió, una estabilitat dimensional millorada |
| Fibres de carboni | Alta proporció de força a pes, millora de la conductivitat tèrmica i elèctrica |
| Talc | Augment de la rigidesa, millora de la resistència a la calor, una millor estabilitat dimensional |
| Carbonat de calci | Augment de la rigidesa, la resistència a l’impacte millorat, el cost reduït |
Taula: Càrregues comunes que s’utilitzen a la PSU i les millores de la seva propietat
Modificacions específiques de l'aplicació
La PSU es pot personalitzar per satisfer les necessitats úniques de diverses indústries. Dos exemples notables són:
Aeroespacial:
En aplicacions aeroespacials, la PSU sovint es modifica per millorar la seva retardació de la flama i les emissions de fum.
Es poden incorporar additius com els compostos de fòsfor o nanoclays per millorar aquestes propietats.
A més, es poden utilitzar reforços com les fibres de carboni per augmentar la proporció fortalesa-pes de la PSU per als components d’avions lleugers.
Mèdic:
Per a les aplicacions mèdiques, es pot modificar la PSU per millorar la seva biocompatibilitat i esterilització.
Es poden incorporar additius antimicrobians per evitar el creixement de bacteris i altres microorganismes en dispositius mèdics.
La matriu de polímer també es pot adaptar per assegurar la compatibilitat amb diversos mètodes d’esterilització, com ara l’autoclavació o la irradiació gamma.
Aquests són només alguns exemples de com es pot modificar la PSU per a indústries específiques. La versatilitat de la PSU permet infinitat de possibilitats de personalització, cosa que el converteix en un material valuós per a una àmplia gamma d'aplicacions.
Consideracions de disseny
Quan es dissenya productes amb plàstic PSU, hi ha diversos factors crítics a considerar per assegurar un rendiment òptim.
Estabilitat dimensional
La PSU té molt de preu pel seu baix coeficient d’expansió tèrmica , cosa que el fa ideal per a parts que necessiten mantenir dimensions exactes.
| Propietat | plàstic PSU | Termoplàstics alternatius de |
| Coeficient d’expansió tèrmica | Baix | Superior (menys estable) |
| Tolerància a la temperatura | Fins a 160 ° C | Inferior en molts materials |
Requisits de transparència
Si bé la PSU és semi-transparent, el mecanitzat pot afectar la seva claredat.
Limitacions mediambientals
La PSU no s’adapta a l’ús externa prolongat sense protecció.
Falta de resistència UV : l’exposició a la llum ultraviolada pot degradar la PSU, donant lloc a decoloració i de debilitar el rendiment. S’utilitza millor a l’interior o amb recobriments de protecció.
VABILITAT : PSU funciona malament en entorns amb una alta exposició a la llum del sol o a la durada del temps. alternatius per a aplicacions a l'aire lliure. S'han de tenir en compte materials o recobriments
Consideracions de costos
Mentre que la PSU ofereix un alt rendiment, arriba a un preu més elevat en comparació amb altres termoplàstics.
Cost i rendiment de l'equilibri : els atributs excepcionals de la PSU , com ara la calor i la resistència química, justifiquen el seu cost per a aplicacions crítiques. Tanmateix, per a usos menys exigents, materials com el policarbonat o l’acrílic poden oferir una solució més rendible.
| Material | Cost | Aplicació idoneïtat |
| Psu | Més gran | Alt rendiment, alta temperatura |
| Policarbonat | Moderar -se | Temperatures de propòsit general, baixes |
| Acrílic | Baixar | Ús a l'aire lliure centrat en la transparència |
Mecanatge de precisió del plàstic de PSU
Assolir el mecanitzat de precisió del plàstic de la PSU requereix una consideració minuciosa de diversos factors. El recuit, les bones pràctiques de mecanitzat i la prevenció de la contaminació són crucials per obtenir resultats òptims.
Recuit
El recuit és un procés vital en el mecanitzat de precisió del plàstic de PSU. Ajuda a alleujar les tensions internes que poden comportar un fracàs o un fracàs prematur.
No es pot exagerar la necessitat i els estàndards de funcionament dels processos de recuit de socors per a l'estrès. Els protocols adequats de recuit asseguren que les parts de PSU mecanitzades mantinguin la seva estabilitat dimensional i les propietats mecàniques al llarg del temps.
Mecanatge de bones pràctiques
Seleccionar els refrigerants adequats i les bones pràctiques següents són essencials per obtenir resultats òptims de mecanitzat.
| del tipus de refrigerant | d’adequació | Beneficis |
| Refrigerants no aromàtics i solubles en aigua | Molt adequat | Acabat de superfície òptim, properes toleràncies |
| Les boires a l'aire i a la polvorització a pressió | Molt adequat | Reducció de calor i fricció i vida de les eines esteses |
| Refrigerants basats en el petroli | No és adequat | Pot atacar i degradar PSU |
Taula: idoneïtat i avantatges del refrigerant per al mecanitzat PSU
Prevenir la contaminació
La prevenció de la contaminació és crucial a l’hora de mecanitzar PSU, especialment per a indústries amb requisits de neteja estrictes, com ara aeroespacial i mèdic.
Entre els exemples il·lustratius dels perills de la contaminació de metalls inclouen:
Un fabricant de dispositius mèdics va trobar partícules de metall incrustades en components de PSU mecanitzats, provocant una retirada de productes i pèrdues financeres importants.
Una empresa aeroespacial va experimentar un fracàs prematur de peces de PSU a causa de la contaminació per metalls, donant lloc a problemes de seguretat i reparacions costoses.
Per evitar aquests incidents, implementa mesures estrictes de control de contaminació, com ara:
Neteja i manteniment adequat dels equips de mecanitzat
Inspecció regular de peces mecanitzades per a contaminants
Ús de sistemes de filtració HEPA per mantenir un entorn de mecanitzat net
L’adherència estricta als protocols de neteja i als procediments operatius estàndard
Conclusió
El plàstic de la polisulfona (PSU) destaca per la seva alta temperatura i resistència química . Ofereix força mecànica i estabilitat dimensional , cosa que la fa adequada per a indústries com aeroespacials i dispositius mèdics.
Quan seleccioneu PSU, el cost del saldo i el rendiment . El preu més elevat de la PSU pot no ser sempre necessari per a aplicacions menys exigents. adequat El processament i la prevenció de la contaminació són clau per maximitzar el seu rendiment.
Consells: potser us interessa tots els plàstics
