Polüsulfone (PSU) plastik on suure jõudlusega materjal, mis on tuntud oma vastupidavuse poolest äärmuslikes tingimustes. Alates meditsiinilistest tööriistadest kuni kosmoseosadeni pakub PSU uskumatut jõudu, kuumakindlust ja keemilist stabiilsust. Selles postituses saate teada PSU plastist ainulaadsete omaduste kohta ja miks see on erinevates tööstusharudes parim valik.
Mis on PSU plastik?
PSU ehk polüsulfone on suurepäraste omaduste poolest tuntud termoplastiline termoplastiline. See koosneb sulfoonrühmade korduvatest ühikutest ja aromaatsetest rõngastest, luues tugeva ja stabiilse polümeerstruktuuri.
See ainulaadne keemiline kompositsioon annab PSU -le silmapaistvad omadused, näiteks:
Kõrge temperatuurikindlus
Suurepärane mõõtmete stabiilsus
Hea keemiline vastupidavus
Märkimisväärne mehaaniline tugevus
Võrreldes teiste termoplastidega paistab PSU silma oma suutlikkuse tõttu säilitada oma omadusi laias temperatuurivahemikus. See talub temperatuure vahemikus -150 ° F (-100 ° C) kuni 300 ° F (150 ° C), muutes selle sobivaks nõudlikeks rakendusteks.
| Omadus | PSU | PVC | ABS |
| Maksimaalne töötemperatuur (° C) | 150 | 60 | 80 |
| Tõmbetugevus (MPA) | 70 | 50 | 45 |
| Flexural moodul (GPA) | 2.48 | 2.4 | 2.3 |
Tabel 1: PSU võrdlus teiste termoplastidega
PSU kuulub amorfsete termoplastide perekonda. See tähendab, et erinevalt poolkristallilistest plastidest on selle molekulaarne struktuur juhuslikult paigutatud. PSU amorfne olemus aitab kaasa selle:
Läbipaistvus
Mõõtmete stabiilsus
Isotroopsed omadused
Töötlemise lihtsus
Juhuslik molekulaarne paigutus võimaldab PSU -l kuumutamisel järk -järgult pehmeneda, muutes selle sobivaks termoformeerimiseks ja muude töötlemismeetodite jaoks.
Joonis 1: PSU molekulaarstruktuuri lihtsustatud esitus
PSU plasti omadused
PSU plastik on tuntud oma erakordsete omaduste poolest. See pakub ainulaadset kombinatsiooni mehaanilistest, termilistest, keemilistest ja elektrilistest omadustest, mis muudavad selle erinevate rakenduste jaoks parimaks.
Mehaanilised omadused
Kõrge tõmbetugevus: PSU tõmbetugevus on 10 200 psi (70 MPa). See tähendab, et see talub olulisi venitusjõude ilma purunemata.
Suurepärane paindetugevus: paindetugevusega 15 400 psi (106 MPa) suudab PSU paindejõududele vastu seista erakordselt hästi. See säilitab oma kuju koormuse all.
Hea löögikindlus: PSU sälguga IZOD-i löögitugevus on 1,3 jalga naela/sisse (69 J/m). See võib imada äkilisi mõjusid ilma pragunemise või purunemiseta.
Kõrge survetugevus: PSU talub survejõude kuni 13 900 psi (96 MPa). See muudab selle sobivaks rakendusteks, kus seda võidakse puruneda.
Termilised omadused
Kõrge temperatuuri takistus: PSU suudab oma omadusi kõrgendatud temperatuuril säilitada. Selle pidev töötemperatuur on 285 ° F (140 ° C).
Suurepärane termiline stabiilsus: PSU omadused püsivad laias temperatuurivahemikus stabiilsena. Selle kuumuse läbipainde temperatuur on 358 ° F (181 ° C) 66 psi ja 345 ° F (174 ° C) juures 264 psi juures.
Lineaarse soojuspaisumise madal koefitsient: PSU madal CLTE on 3,1 x 10^-5 in/in/° F (5,6 x 10^-5 m/m/° C). See tähendab, et see läbib temperatuuri kõikumistega minimaalseid mõõtmeid.
Keemiline vastupidavus
Resistentsus hapetele, leelisele ja soolalahustele: PSU talub kokkupuudet erinevate kemikaalidega. See on vastupidav mineraalhapete, leeliste ja soolalahuste suhtes.
Piirangud: PSU ei ole vastupidav estrite, kloori ja aromaatsete süsivesinike suhtes. Need kemikaalid võivad põhjustada materjali lagunemist või lahustumist.
Elektrilised omadused
Hea dielektriline tugevus: PSU dielektriline tugevus on 425 V/mil (16,7 kV/mm). See pakub suurepärast elektriisolatsiooni.
Isolatsiooniomadused: PSU kõrge elektrilise takistus ja madal dielektriline konstant muudavad selle heaks isolaatoriks. Seda saab kasutada elektrilistes ja elektroonilistes rakendustes.
Täiendavad omadused
Omane leegi aeglustumine: PSU on oma olemuselt leegi aeglane. See vastab UL94 V-0 tuleohtlikkuse reitingule, ilma et oleks vaja täiendavaid leegi aeglustusi.
Toiduklassi variatsioonid: mõned PSU hinded on FDA -ga nõuetele vastavad. Neid saab kasutada toidukontaktide rakendustes.
Hea masinad: PSU -d saab töödelda tavapäraste tehnikate abil. See võimaldab luua keerukaid osi ja komponente.
Muud olulised omadused
Mõõtmete stabiilsus: PSU säilitab oma mõõtmed aja jooksul ja erinevatel tingimustel. Sellel on madal niiskuse imendumine ja minimaalne kokkutõmbumine.
Läbipaistvus: PSU on poolpööritav merevaigukollase varjundiga. See võimaldab teatud rakendustes sisu visuaalset kontrollida.
Vastupidavus kiirgusele: PSU -l on hea vastupidavus kiirgusele. See talub kokkupuudet gammakiiri ja muude kiirgusvormidega ilma olulise halvenemiseta.
| Vara | väärtus |
| Tõmbetugevus | 10 200 psi (70 MPa) |
| Paindetugevus | 15 400 psi (106 MPa) |
| Izodi löök (sälguga) | 1,3 jalga-naela/sisse (69 J/m) |
| Survetugevus | 13 900 psi (96 MPa) |
| Pidev töötemperatuur | 285 ° F (140 ° C) |
| Soojuse läbipainde temperatuur (66 psi / 264 psi) | 358 ° F (181 ° C) / 345 ° F (174 ° C) |
| Lineaarse soojuspaisumise koefitsient | 3,1 x 10^-5 in/in/° F (5,6 x 10^-5 m/m/° C) |
| Dielektriline tugevus | 425 V/mil (16,7 kV/mm) |
Tabel: PSU plasti peamised omadused
Polüsulfone (PSU) rakendused
Polüsulfooni (PSU) plasti kasutatakse tööstusharudes laialdaselt tänu suurepärastele termilistele, mehaanilistele ja keemilistele omadustele. Uurime mõnda selle peamist rakendust.
Meditsiiniline ja tervishoid
PSU eelistatakse meditsiinivaldkonnas selle suutlikkust taluda korduvat steriliseerimist, tagades ohutuse ja vastupidavuse.
Steriliseerimisjuhtumid : PSU sobib suurepäraselt meditsiiniliste steriliseerimise juhtumite jaoks, kuna see on kuumuskindlus ja võime korduva auru steriliseerimise vastu pidada.
Hambainstrumendid : erinevates hambatööriistades kasutatud PSU pakub vajalikku tugevust ja vastupidavust steriliseerimisprotsessidele.
Meditsiiniseadmed : PSU keemiline stabiilsus muudab selle ideaalseks komponentide jaoks seadmetes, mis vajavad pidevat steriliseerimist.
Lennundus- ja autotööstus
PSU tugevus ja vastupanu ekstreemsetele keskkondadele muudavad selle kosmose- ja autoosade jaoks materjaliks.
Lennukite interjöörid : PSU -d kasutatakse õhusõidukite interjöörides, kus tugevus, kuumakindlus ja leegi aeglustumine on üliolulised.
Toitlustamise kärud : selle kerge loodus ja vastupidavus muudavad PSU ideaalseks lennuettevõtte toitlustuskärude jaoks.
Laagrid ja täpsed käigud : PSU sitkus tagab sujuva töö autotööstuses ja täppismägedes, isegi stressi all.
Elektri- ja elektroonika
PSU dielektriline tugevus ja isoleerivad omadused muudavad selle väärtuslikuks elektroonika ja elektriliste rakenduste osas.
Pistikud : PSU -d kasutatakse sageli elektritesse, pakkudes suurepärast isolatsiooni ja vastupidavust.
Mähised : selle vastupidavus kuumusele ja kemikaalidele muudab selle sobivaks elektriseadmetes asuvate mähiste kehade jaoks.
Isoleerikomponendid : PSU on valitud materjal erinevates elektroonikaseadmetes osade isoleerimiseks.
Toidutööstus
Tänu keemilisele vastupidavusele ja FDA-ga ühilduvatele hinnetele on PSU toidukäitlemisel ja valmistamisel ohutu.
Kuuma veega liitmikud : seda kasutatakse tavaliselt kuuma veega liitmikes, kuna see on võimeline hakkama saama kõrgete temperatuuridega ilma lagunemiseta.
Sanitaartehnilised kollektorid : PSU vastupidavus muudab selle ideaalseks torustiku kollektoriteks, eriti kuuma veega kokkupuutumiseks.
Toitlusteenuste alused : PSU toidualused on kerged, vastupidavad ja suudavad taluda kõrgeid temperatuure kommertsköökides.
Vee filtreerimine ja puhastamine
PSU resistentsus kemikaalidele ja kõrgele temperatuurile on see suurepärane valik vee filtreerimise komponentide jaoks.
Torud, äärikud ja pumba komponendid : PSU -d kasutatakse torudes, äärikutes ja pumbades veepuhastussüsteemide jaoks. See peab vastu keemilisele lagunemisele, tagades pikaajalise jõudluse karmides keskkondades.
| Rakenduse | näide komponendid |
| Meditsiiniline | Steriliseerimisjuhtumid, hambariistad, seadmed |
| Kosmose | Lennukite interjöörid, kärud, laagrid |
| Elektroonika | Pistikud, mähised, isolatsioon |
| Toidutööstus | Kuuma veega liitmikud, kandikud, kollektorid |
| Vee filtreerimine | Torud, äärikud, pumbaosad |
Polüsulfooni (PSU) modifikatsioonid
Kuigi PSU -l on juba muljetavaldavad omadused, saab seda mitmesuguste modifikatsioonide abil veelgi parendada. Need kohandused võimaldavad PSU -d kohandada konkreetsete rakenduste ja tööstuste jaoks.
Segud täiustatud omaduste jaoks
PSU segamine teiste polümeeridega on tõhus viis selle jõudluse parandamiseks. Kaks levinud segu on:
PSU/PA segud:
PSU segamine polüamiididega (PA) suurendab selle vooluomadusi ja sitkust.
PA poolkristalliline olemus parandab ka segu keemilist vastupidavust.
Need segud ühendavad mõlema materjali tugevused, mille tulemuseks on komposiit, millel on paremad üldomadused.
PSU/PC segud:
PSU kombineerimine polükarbonaadiga (PC) võib parandada selle vooluomadusi, säilitades samal ajal mehaanilise jõudluse.
PC amorfse olemuse tõttu ei ole keemilise vastupidavuse olulist paranemist.
Need segud on kasulikud, kui mehaanilist tugevust ohverdamata on vaja paremat töötlemist.
Kohandatud lisandid
Lisandite lisamine PSU -sse võib selle omadusi veelgi suurendada. Üks levinud lähenemisviis on täiteainete kasutamine:
Täitjad:
Täiteainete lisamine PSU -le võib parandada selle mehaanilist tugevust ja keemilist vastupidavust.
Ühiste täiteainete hulka kuuluvad klaaskiud, süsinikkiud ja mineraaltäidised nagu talk või kaltsiumkarbonaat.
Täitevalija valik sõltub soovitud atribuutide suurendamise ja rakenduse nõuetest.
| täiteomaduste | täiustamine |
| Klaaskiud | Suurenenud tõmbe- ja paindetugevus, paranenud mõõtmete stabiilsus |
| Süsinikkiud | Kõrge tugevuse ja kaalu suhe, täiustatud termiline ja elektrijuhtivus |
| Talk | Suurenenud jäikus, paranenud soojustakistus, parem mõõtmete stabiilsus |
| Kaltsiumkarbonaat | Suurenenud jäikus, paranenud löögikindlus, vähenenud kulud |
Tabel: PSU -s kasutatud tavalised täiteained ja nende omaduse täiustamine
Rakenduspõhised muudatused
PSU -d saab kohandada nii, et see vastaks erinevate tööstusharude ainulaadsetele vajadustele. Kaks tähelepanuväärset näidet on:
Lennundus:
Lennundusrakendustes muudetakse PSU -d sageli leegi aeglustamise ja suitsuheite parandamiseks.
Nende omaduste suurendamiseks saab lisada lisaaineid nagu fosforiühendid või nanoklapid.
Lisaks saab kergete õhusõidukite komponentide PSU tugevuse ja kaalu suhte suurendamiseks kasutada tugevdusi nagu süsinikkiud.
Meditsiiniline:
Meditsiiniliste rakenduste jaoks võib PSU muuta, et parandada selle biosobivust ja steriliseeritavust.
Antimikroobseid lisaaineid saab lisada, et vältida bakterite ja muude mikroorganismide kasvu meditsiiniseadmetes.
Polümeeri maatriksit saab kohandada ka ühilduvuse tagamiseks mitmesuguste steriliseerimismeetoditega, näiteks autoklaavi või gammakiirgusega.
Need on vaid mõned näited selle kohta, kuidas PSU -d saab konkreetsete tööstusharude jaoks muuta. PSU mitmekülgsus võimaldab lugematuid kohandamisvõimalusi, muutes selle mitmesuguste rakenduste jaoks väärtuslikuks materjaliks.
Disaini kaalutlused
PSU plastiga toodete kujundamisel on optimaalse jõudluse tagamiseks kaaluda mitu kriitilist tegurit.
Mõõtmete stabiilsus
PSU on hinnatud poolest madala soojuspaisumise koefitsiendi , muutes selle ideaalseks osadeks, mis peavad säilitama täpsed mõõtmed.
Täpsus kõrgtemperatuurilistes rakendustes : PSU suudab oma kuju ja suurust säilitada isegi kokkupuutel kõrge temperatuuriga . See tagab täpsuse, eriti lennunduse või meditsiiniliste komponentide korral, mis läbivad äärmise kuumuse.
| Omadus | PSU plastist | alternatiivse termoplasti |
| Soojuspaisumise koefitsient | Madal | Kõrgem (vähem stabiilne) |
| Temperatuuritaluvus | Kuni 160 ° C | Paljudes materjalides madalam |
Läbipaistvusnõuded
Kuigi PSU on poolajaline, võib töötlemine mõjutada selle selgust.
Läbipaistvuse taastamine : töötlemine põhjustab sageli pinna karedust, kuid läbipaistvust saab taastada poleerimisprotsesside, näiteks auru poleerimise abil. See samm on hädavajalik, kui meditsiinilistes või optilistes osades on vaja selgust.
Keskkonnapiirangud
PSU ei sobi pikaajaliseks välistingimustes kasutamiseks ilma kaitseta.
UV -vastupidavuse puudumine : kokkupuude UV -valgusega võib lagundada PSU -d, põhjustades värvimuutuse ja nõrgenenud jõudlust. Seda on kõige parem kasutada siseruumides või kaitsekatetega.
Ilmastikuvõime : PSU toimib halvasti keskkonnas, kus on suur kokkupuude päikesevalguse või karmi ilmaga. alternatiivseid materjale või katteid. Välirakenduste jaoks tuleks kaaluda
Kulude arvestamine
Kuigi PSU pakub suure jõudluse, on see teiste termoplastidega võrreldes kõrgema hinnaga.
Kulude ja jõudluse tasakaalustamine : PSU erakordsed atribuudid , näiteks soojus- ja keemiline vastupidavus, õigustavad selle kulusid kriitiliste rakenduste jaoks. Vähem nõudlikeks kasutusaladeks võivad sellised materjalid nagu polükarbonaat või akrüül pakkuda kulutõhusamat lahendust.
| Materjali | kulude | rakendamise sobivus |
| PSU | Kõrgem | Suure performatsiooniga, kõrge temperatuuriga |
| Polükarbonaat | Mõõdukas | Üldotstarbelised, madalamad temperatuurid |
| Akrüül | Madalam | Läbipaistvusele keskendunud, välistingimustes kasutamine |
PSU -plasti täpne töötlemine
PSU -plasti täpse töötlemise saavutamine nõuab mitmete tegurite hoolikalt arvestamist. Lõõmutamine, parimate tavade töötlemine ja saaste ennetamine on optimaalsete tulemuste jaoks ülioluline.
Lõõmutamine
Lõõmutamine on PSU plasti täpse töötlemise oluline protsess. See aitab leevendada sisemisi pingeid, mis võivad põhjustada pragunemist või enneaegset ebaõnnestumist.
Stressi leevendamise protsesside vajalikkust ja tööstandardeid ei saa üle tähtsustada. Nõuetekohased lõõmutamisprotokollid tagavad, et töödeldud PSU osad säilitavad nende mõõtmete stabiilsuse ja mehaanilised omadused aja jooksul.
Parimate tavade töötlemine
Õigete jahutusvedelike valimine ja parimate tavade järgimine on optimaalse töötlemise tulemuste jaoks hädavajalik.
| Jahutusvedeliku tüübi | sobivuse | eelised |
| Mittearomaatne, vees lahustuvad jahutusvedelikud | Väga sobiv | Optimaalne pinnaviimistlus, tihedad tolerantsid |
| Survestatud õhk- ja pihustusvormid | Väga sobiv | Vähendatud kuumus ja hõõrdumine, pikendatud tööriista eluiga |
| Naftapõhised jahutusvedelikud | Ei sobi | Saab PSU rünnata ja lagundada |
Tabel: jahutusvedeliku sobivus ja eelised PSU töötlemisel
Saastumise ennetamine
Saastumise ennetamine on PSU töötlemisel ülioluline, eriti range puhtuse nõuetega tööstusharude, näiteks lennunduse ja meditsiiniga.
Metalli saastumise ohtude illustreerivad näited hõlmavad järgmist:
Meditsiiniseadmete tootja leidis metalliettevõtted, mis olid manustatud töödeldud PSU komponentidesse, mis viib toote tagasikutsumiseni ja oluliste rahaliste kahjumiteni.
Kosmoseettevõte koges PSU osade enneaegset ebaõnnestumist metalli saastumise tõttu, mille tulemuseks on ohutusprobleemid ja kulukas remont.
Selliste juhtumite vältimiseks rakendage rangeid saastekontrolli meetmeid, näiteks:
Töötlemisseadmete nõuetekohane puhastamine ja hooldus
Saasteainete töödeldud osade regulaarne ülevaatus
HEPA filtreerimissüsteemide kasutamine puhta töötlemise keskkonna säilitamiseks
Puhtuse protokollide ja standardsete tööprotseduuride range järgimine
Järeldus
Polüsulfone (PSU) plastik paistab silma kõrge temperatuuri ja keemilise takistuse poolest . See pakub mehaanilist tugevust ja mõõtmete stabiilsust , muutes selle sobivaks sellisteks tööstusharudeks nagu lennundus- ja meditsiiniseadmed.
PSU valimisel tasakaalu ja jõudlus . PSU kõrgem hind ei pruugi alati vajalik olla vähem nõudlike rakenduste jaoks. nõuetekohane töötlemine ja saastumine . Selle jõudluse maksimeerimiseks on võti
Näpunäited: olete võib -olla huvitatud kõigist plastidest
