Polisulfona (PSU) plasticul este un material de înaltă performanță cunoscut pentru durabilitatea sa în condiții extreme. De la instrumente medicale până la piese aerospațiale, PSU oferă o rezistență incredibilă, rezistență la căldură și stabilitate chimică. În această postare, veți afla despre proprietățile unice ale PSU Plastic și de ce este alegerea de top în diverse industrii.
Ce este PSU Plastic?
PSU, sau polisulfone, este un termoplastic de înaltă performanță cunoscut pentru proprietățile sale excelente. Este compus din unități repetate de grupe sulfone și inele aromatice, creând o structură de polimer puternică și stabilă.
Această compoziție chimică unică oferă PSU caracteristicile sale deosebite, cum ar fi:
Rezistență la temperatură ridicată
Stabilitate dimensională excelentă
O bună rezistență chimică
Rezistență mecanică remarcabilă
În comparație cu alte termoplastice, PSU se remarcă datorită capacității sale de a -și menține proprietățile pe o gamă largă de temperatură. Poate rezista la temperaturi de la -150 ° F (-100 ° C) la 300 ° F (150 ° C), ceea ce îl face potrivit pentru aplicații solicitante.
| Proprietate | PSU | pvc | abs |
| Temperatura maximă de serviciu (° C) | 150 | 60 | 80 |
| Rezistență la tracțiune (MPA) | 70 | 50 | 45 |
| Modulul flexual (GPA) | 2.48 | 2.4 | 2.3 |
Tabelul 1: Comparația PSU cu alte termoplastice
PSU aparține familiei termoplastice amorfe. Aceasta înseamnă că structura sa moleculară este aranjată la întâmplare, spre deosebire de materialele plastice semi-cristaline. Natura amorfă a PSU contribuie la:
Transparenţă
Stabilitate dimensională
Proprietăți izotrope
Ușurință de procesare
Aranjamentul molecular aleatoriu permite PSU să se înmoaie treptat atunci când este încălzit, ceea ce îl face potrivit pentru termoformarea și alte metode de procesare.
Figura 1: Reprezentarea simplificată a structurii moleculare a PSU
Proprietățile plasticului PSU
PSU Plastic este renumit pentru proprietățile sale excepționale. Oferă o combinație unică de caracteristici mecanice, termice, chimice și electrice care îl fac o alegere de top pentru diverse aplicații.
Proprietăți mecanice
Rezistență la tracțiune ridicată: PSU are o rezistență la tracțiune de 10.200 psi (70 MPa). Aceasta înseamnă că poate rezista la forțe de întindere semnificative fără a se rupe.
Rezistență la flexie excelentă: cu o rezistență la flexie de 15.400 psi (106 MPa), PSU poate rezista forțelor de îndoire excepțional de bine. Își menține forma sub sarcină.
Rezistență la impact bun: PSU are o rezistență de impact IZOD creată de 1,3 ft-lbs/in (69 j/m). Poate absorbi impacturile bruște fără a crăpa sau a se spulbera.
Rezistență la compresie ridicată: PSU poate rezista forțelor de compresie de până la 13.900 psi (96 MPa). Acest lucru îl face potrivit pentru aplicațiile în care poate fi supus forțelor de zdrobire.
Proprietăți termice
Rezistență la temperatură ridicată: PSU își poate menține proprietățile la temperaturi ridicate. Are o temperatură de serviciu continuă de 285 ° F (140 ° C).
Stabilitatea termică excelentă: proprietățile PSU rămân stabile pe o gamă largă de temperatură. Temperatura sa de deviere a căldurii este de 358 ° F (181 ° C) la 66 psi și 345 ° F (174 ° C) la 264 psi.
Coeficient scăzut de expansiune termică liniară: PSU are un CLTE scăzut de 3,1 x 10^-5 in/in/° F (5,6 x 10^-5 m/m/° C). Aceasta înseamnă că suferă modificări dimensionale minime cu fluctuații de temperatură.
Rezistență chimică
Rezistență la acizi, alcali și soluții de sare: PSU poate rezista la expunerea la diverse substanțe chimice. Este rezistent la acizi minerali, alcali și soluții de sare.
Limitări: PSU nu este rezistent la esteri, clor și hidrocarburi aromatice. Aceste substanțe chimice pot provoca degradarea sau dizolvarea materialului.
Proprietăți electrice
O bună rezistență dielectrică: PSU are o rezistență dielectrică de 425 v/mil (16,7 kV/mm). Oferă izolație electrică excelentă.
Proprietăți izolatoare: rezistivitatea electrică ridicată a PSU și constanta dielectrică scăzută o fac un izolator bun. Poate fi utilizat în aplicații electrice și electronice.
Proprietăți suplimentare
Retardanța inerentă a flăcării: PSU este în mod inerent ignifug. Acesta îndeplinește ratingul de inflamabilitate UL94 V-0, fără a fi nevoie de o igierdanți suplimentari de flacără.
Variații de calitate alimentară: Unele grade de PSU sunt conforme cu FDA. Pot fi utilizate în aplicațiile de contact alimentar.
Machinabilitate bună: PSU poate fi prelucrat folosind tehnici convenționale. Permite crearea de părți și componente complexe.
Alte proprietăți importante
Stabilitatea dimensională: PSU își menține dimensiunile în timp și în diferite condiții. Are o absorbție scăzută a umidității și o contracție minimă.
Transparență: PSU este semi-transparent cu o nuanță de chihlimbar. Aceasta permite inspecția vizuală a conținutului în anumite aplicații.
Rezistență la radiații: PSU are o rezistență bună la radiații. Poate rezista la expunerea la razele gamma și la alte forme de radiații fără o degradare semnificativă.
| proprietății | valoarea |
| Rezistență la tracțiune | 10.200 psi (70 MPa) |
| Rezistență la flexie | 15.400 psi (106 MPa) |
| IZOD Impact (notat) | 1,3 ft-lbs/in (69 j/m) |
| Rezistență la compresiune | 13.900 psi (96 MPa) |
| Temperatura de serviciu continuă | 285 ° F (140 ° C) |
| Temperatura de deviere a căldurii (66 psi / 264 psi) | 358 ° F (181 ° C) / 345 ° F (174 ° C) |
| Coeficient de expansiune termică liniară | 3,1 x 10^-5 in/in/° F (5,6 x 10^-5 m/m/° C) |
| Rezistență dielectrică | 425 v/mil (16,7 kV/mm) |
Tabel: Proprietățile cheie ale plasticului PSU
Aplicații de polisulfone (PSU)
Polisulfona (PSU) plasticul este utilizat pe scară largă în industrii, datorită proprietăților sale termice, mecanice și chimice excelente. Să explorăm unele dintre aplicațiile sale cheie.
Medical și asistență medicală
PSU este favorizat în domeniul medical pentru capacitatea sa de a rezista la sterilizare repetată, asigurând siguranța și durabilitatea.
Cazuri de sterilizare : PSU este perfect pentru cazurile de sterilizare medicală datorită rezistenței sale la căldură și a capacității de a suporta sterilizarea repetată cu abur.
Instrumente dentare : utilizate în diferite instrumente dentare, PSU oferă rezistența și rezistența necesară proceselor de sterilizare.
Dispozitive medicale : Stabilitatea chimică a PSU o face ideală pentru componente din dispozitivele care necesită sterilizare constantă.
Aerospațial și auto
Forța și rezistența PSU la medii extreme îl fac un material pentru piese aerospațiale și auto.
Interioarele aeronavei : PSU este utilizat în interioarele aeronavelor în care rezistența, rezistența la căldură și retardarea flăcării sunt cruciale.
Cărucioarele de catering : natura și durabilitatea sa ușoară fac PSU ideal pentru cărucioarele de catering ale companiilor aeriene.
Rulmenții și angrenajele de precizie : Durerea PSU asigură o funcționare lină în rulmenții auto și angrenajele de precizie, chiar și sub stres.
Electrice și electronice
Rezistența dielectrică a PSU și proprietățile izolatoare o fac valoroasă în electronice și aplicații electrice.
Conectori : PSU este adesea utilizat în conectorii electrici, oferind o izolare și o durabilitate excelente.
Corpuri de bobină : Rezistența sa la căldură și substanțe chimice o face potrivită pentru corpurile de bobină în echipamente electrice.
Componente izolante : PSU este materialul ales pentru piese izolatoare în diverse dispozitive electronice.
Industria alimentară
PSU este sigur pentru utilizare în manipularea și prepararea alimentelor, datorită rezistenței sale chimice și a notelor care respectă FDA.
Fitinguri cu apă caldă : este utilizat în mod obișnuit în armăturile cu apă caldă, datorită capacității sale de a gestiona temperaturi ridicate, fără a se degrada.
Colectații de instalații sanitare : durabilitatea PSU o face ideală pentru colecțiile de instalații sanitare, în special cele expuse la apă caldă.
Tăvi de servicii alimentare : tăvile alimentare PSU sunt ușoare, durabile și capabile să reziste la temperaturi ridicate în bucătăriile comerciale.
Filtrare și purificare a apei
Rezistența PSU la substanțe chimice și la temperaturi ridicate face o alegere excelentă pentru componentele de filtrare a apei.
Tuburi, flanșe și componente ale pompei : PSU este utilizat în tuburi, flanșe și pompe pentru sistemele de purificare a apei. Rezistă la degradarea chimică, asigurând performanțe pe termen lung în medii dure.
| de aplicație | Componente de exemplu |
| Medical | Cazuri de sterilizare, instrumente stomatologice, dispozitive |
| Aerospațial | Interioare de aeronave, cărucioare, rulmenți |
| Electronică | Conectori, corpuri de bobină, izolare |
| Industria alimentară | Fitinguri cu apă caldă, tăvi, galerie |
| Filtrarea apei | Tuburi, flanșe, piese de pompă |
Modificări ale polisulfonei (PSU)
În timp ce PSU are deja proprietăți impresionante, acesta poate fi îmbunătățit în continuare prin diferite modificări. Aceste adaptări permit PSU să fie adaptate pentru aplicații și industrii specifice.
Amestecuri pentru proprietăți îmbunătățite
Amestecarea PSU cu alți polimeri este o modalitate eficientă de a -și îmbunătăți performanța. Două amestecuri comune sunt:
Amestecuri PSU/PA:
Amestecarea PSU cu poliamide (PA) își îmbunătățește proprietățile și duritatea.
Natura semi-cristalină a PA îmbunătățește, de asemenea, rezistența chimică a amestecului.
Aceste amestecuri combină punctele forte ale ambelor materiale, rezultând un compozit cu proprietăți generale îmbunătățite.
Amestecuri PSU/PC:
Combinarea PSU cu policarbonatul (PC) poate îmbunătăți proprietățile de flux, menținând în același timp performanța mecanică.
Cu toate acestea, din cauza naturii amorfe a PC -ului, nu există o îmbunătățire semnificativă a rezistenței chimice.
Aceste amestecuri sunt utile acolo unde este necesară o mai bună procesabilitate fără a sacrifica rezistența mecanică.
Aditivi adaptați
Încorporarea aditivilor în PSU poate îmbunătăți în continuare proprietățile sale. O abordare comună este utilizarea umpluturilor:
Umpluturi:
Adăugarea de umpluturi la PSU poate îmbunătăți rezistența mecanică și rezistența chimică.
Umpluturile comune includ fibre de sticlă, fibre de carbon și umpluturi minerale precum talc sau carbonat de calciu.
Alegerea de umplutură depinde de îmbunătățirea proprietății specifice dorite și de cerințele aplicației.
| de umplere | îmbunătățirea proprietății |
| Fibre de sticlă | Creșterea rezistenței la tracțiune și flexie, stabilitatea dimensională îmbunătățită |
| Fibre de carbon | Raport de rezistență-greutate ridicată, conductivitate termică și electrică îmbunătățită |
| Talc | Rigiditate crescută, rezistență la căldură îmbunătățită, o stabilitate dimensională mai bună |
| Carbonat de calciu | Rigiditate crescută, rezistență la impact îmbunătățită, cost redus |
Tabel: umpluturi comune utilizate în PSU și îmbunătățiri ale proprietății acestora
Modificări specifice aplicației
PSU poate fi personalizat pentru a răspunde nevoilor unice ale diferitelor industrii. Două exemple notabile sunt:
Aerospațial:
În aplicațiile aerospațiale, PSU este adesea modificat pentru a -și îmbunătăți retardarea flăcării și emisiile de fum.
Aditivii precum compușii de fosfor sau nanoclays pot fi încorporați pentru a îmbunătăți aceste proprietăți.
În plus, întăriri precum fibrele de carbon pot fi utilizate pentru a crește raportul de rezistență-greutate al PSU pentru componentele aeronavei ușoare.
Medical:
Pentru aplicații medicale, PSU poate fi modificat pentru a -și îmbunătăți biocompatibilitatea și sterilizabilitatea.
Aditivii antimicrobieni pot fi încorporați pentru a preveni creșterea bacteriilor și a altor microorganisme pe dispozitivele medicale.
Matricea polimerică poate fi, de asemenea, adaptată pentru a asigura compatibilitatea cu diverse metode de sterilizare, cum ar fi autoclavarea sau iradierea gamma.
Acestea sunt doar câteva exemple despre modul în care PSU poate fi modificat pentru anumite industrii. Versatilitatea PSU permite nenumărate posibilități de personalizare, ceea ce îl face un material valoros pentru o gamă largă de aplicații.
Considerații de proiectare
Atunci când proiectați produse cu plastic PSU, există mai mulți factori critici de luat în considerare pentru a asigura performanțe optime.
Stabilitate dimensională
PSU este apreciat pentru coeficientul său scăzut de expansiune termică , ceea ce îl face ideal pentru părțile care trebuie să mențină dimensiunile exacte.
| Proprietate | PSU PLASTIC PLASTICE | TERMOPLASTICE |
| Coeficient de expansiune termică | Scăzut | Mai mare (mai puțin stabil) |
| Toleranță la temperatură | Până la 160 ° C. | Mai jos în multe materiale |
Cerințe de transparență
În timp ce PSU este semi-transparent, prelucrarea poate afecta claritatea sa.
Limitări de mediu
PSU nu este potrivit pentru o utilizare exterioară prelungită fără protecție.
Lipsa rezistenței UV : expunerea la lumina UV poate degrada PSU, ceea ce duce la decolorare și performanță slăbită. Este cel mai bine folosit în interior sau cu acoperiri de protecție.
Vremeabilitate : PSU are performanțe slabe în medii cu o expunere ridicată la lumina soarelui sau la vremea grea. Materiale alternative sau acoperiri trebuie luate în considerare pentru aplicații în aer liber.
Considerații privind costurile
În timp ce PSU oferă performanțe ridicate, acesta are un preț mai mare în comparație cu alte termoplastice.
Echilibrarea costurilor și performanței : ale PSU atributele excepționale , cum ar fi rezistența la căldură și chimică, justifică costul său pentru aplicații critice. Cu toate acestea, pentru utilizări mai puțin solicitante, materiale precum policarbonat sau acrilic pot oferi o soluție mai rentabilă.
| materiale | pentru costuri | Aplicația aplicației |
| Psu | Superior | La temperatură de înaltă performanță |
| Policarbonat | Moderat | Temperaturi generale, cu scop general |
| Acril | Mai jos | Utilizare în aer liber, axată în transparență |
Prelucrarea de precizie a plasticului PSU
Realizarea prelucrării de precizie a plasticului PSU necesită o examinare atentă a mai multor factori. Recuperarea, prelucrarea celor mai bune practici și prevenirea contaminării sunt cruciale pentru rezultate optime.
Recoacere
Recuperarea este un proces vital în prelucrarea de precizie a plasticului PSU. Ajută la ameliorarea tensiunilor interne care pot duce la fisurare sau eșec prematur.
Nu pot fi supraevaluate necesitatea și standardele de funcționare pentru procesele de recoacere pentru ameliorarea stresului. Protocoalele de recoacere corecte se asigură că piesele PSU prelucrate își mențin stabilitatea dimensională și proprietățile mecanice în timp.
Prelucrarea celor mai bune practici
Selectarea lichidelor de răcire potrivite și urmarea celor mai bune practici sunt esențiale pentru rezultatele optime de prelucrare.
| a tipului de răcire | de adecvare | Beneficii |
| Coolete non-aromatice, solubile în apă | Foarte potrivit | Finisare optimă a suprafeței, toleranțe apropiate |
| Air sub presiune și cețuri de pulverizare | Foarte potrivit | Reducerea căldurii și frecării, durata de viață extinsă |
| Răcire pe bază de petrol | Nu este potrivit | Poate ataca și degrada PSU |
Tabel: adecvarea și beneficiile lichidului de răcire pentru prelucrarea PSU
Prevenirea contaminării
Prevenirea contaminării este crucială atunci când prelucrați PSU, în special pentru industriile cu cerințe stricte de curățenie, cum ar fi aerospațial și medical.
Exemple ilustrative ale pericolelor contaminării metalelor includ:
Un producător de dispozitive medicale a găsit particule de metal încorporate în componente PSU prelucrate, ceea ce duce la o rechemare a produsului și la pierderi financiare semnificative.
O companie aerospațială a cunoscut eșecul prematur al pieselor PSU din cauza contaminării metalelor, ceea ce a dus la probleme de siguranță și reparații costisitoare.
Pentru a preveni astfel de incidente, implementați măsuri stricte de control al contaminării, cum ar fi:
Curățarea și întreținerea corespunzătoare a echipamentelor de prelucrare
Inspecție regulată a pieselor prelucrate pentru contaminanți
Utilizarea sistemelor de filtrare HEPA pentru a menține un mediu de prelucrare curată
Aderarea strictă la protocoalele de curățenie și procedurile de operare standard
Concluzie
Polisulfona (PSU) plasticul se evidențiază pentru rezistența sa la temperatură ridicată și chimică . Oferă rezistență mecanică și stabilitate dimensională , ceea ce o face potrivită pentru industrii precum aerospațiale și dispozitive medicale.
Când selectați PSU, echilibrați costul și performanța . Este posibil ca prețul mai mare al PSU să nu fie întotdeauna necesar pentru aplicații mai puțin solicitante. corectă Procesarea și prevenirea contaminării sunt esențiale pentru maximizarea performanței sale.
Sfaturi: Poate că sunteți interesat de toate materialele plastice
