Műanyagok hőmérsékletállósága: az alapelvektől a gyakorlati alkalmazásokig

A műanyagok hőmérséklet-állósága a fizikai, kémiai és mechanikai stabilitásuk mérésének alapvető mutatója különböző hőmérsékleti környezetekben, amely közvetlenül meghatározza az anyagok alkalmazási határait. Az, hogy a műanyag képes-e stabil teljesítményt fenntartani bizonyos hőmérsékleteken, kulcsfontosságú alapja az anyagválasztásnak, a mindennapi ivópoharaktól az űrrepülőgépek magas hőmérsékletnek ellenálló alkatrészeiig. A műanyag hőmérséklet-állóságának lényegének, értékelési rendszerének és befolyásoló tényezőinek mélyreható ismerete nagy jelentőséggel bír a terméktervezés, a folyamatok optimalizálása és a biztonságos használat szempontjából.

1. A műanyag hőmérséklet-állóságának alapfogalmai és értékelési mutatói

A műanyagok hőmérséklet-állósága nem egyetlen számérték, hanem egy átfogó jellemző, amely több dimenziót is lefed, és tükrözi az anyagok viselkedését hőmérséklet-változások hatására.

Alapértékelési indexrendszer

Az iparban a következő mutatókat használják általában a műanyagok hőmérséklet-állóságának számszerűsítésére:

Meleg alakváltozási hőmérséklet (HDT): Az a hőmérséklet, amelyen egy anyag meghatározott terhelés (általában 1,82 MPa vagy 0,45 MPa) alatt 0,25 mm-es alakváltozást szenved, ami a rövid távú hőállóságot tükrözi. Az általános műanyagok HDT-je többnyire 60-100 ℃, például a PP körülbelül 100 ℃ (0,45 MPa); a műszaki műanyagok általában meghaladják a 120 ℃-ot, például a PA66 erősítőanyag elérheti a 250 ℃-ot; a speciális műanyagok, például a PEEK elérhetik a 315 ℃-ot.

Vicat lágyuláspont (VST): Az a hőmérséklet, amelyen egy 1 mm²-es behatolótest meghatározott terhelés (50N vagy 10N) alatt 1 mm mélyen behatol az anyagba, ami közelebb áll a tényleges kis sebességű terheléshez. A PVC Vicat lágyuláspontja körülbelül 75-85 ℃, míg a PC-é eléri a 140-150 ℃-ot.

Folyamatos használati hőmérséklet (CUT): Az a legmagasabb hőmérséklet, amelyen az anyag teljesítménymegtartási aránya hosszú távú (általában 10 000 óra) használat után sem kevesebb, mint 50%, ami a gyakorlati alkalmazásokhoz legközelebb álló mutató. A PE folyamatos használati hőmérséklete 60-80 ℃, a PPS 200-220 ℃, a PI pedig elérheti a 260 ℃ feletti hőmérsékletet.

Ridegedési hőmérséklet: Az a hőmérséklet, amelyen egy anyag elveszíti szívósságát és alacsony hőmérsékleten ridegtörést mutat, méri az alacsony hőmérsékleti toleranciáját. A PE ridegedési hőmérséklete akár -70 ℃ vagy az alatt is lehet, míg a PS körülbelül -20 ℃, ami korlátozza az alacsony hőmérsékletű alkalmazását.

Ezeket a mutatókat együttesen kell használni: például a PC HDT-je 130 ℃, de a folyamatos használati hőmérséklete csak 120 ℃, ami azt jelzi, hogy a rövid távú hőállóság jobb, mint a hosszú távú teljesítmény; a PTFE HDT-je csak 120 ℃, de folyamatos használati hőmérséklete elérheti a 260 ℃-ot. Stabil molekulaszerkezetének köszönhetően alkalmas hosszú távú magas hőmérsékletű környezetre.

A hőmérséklet befolyásoló mechanizmusa a műanyag tulajdonságaira

A hőmérséklet a molekulák mozgásállapotának megváltoztatásával befolyásolja a műanyag tulajdonságait:

Alacsony hőmérsékletű zóna (Tg alatt): A molekulaláncok megfagynak, az anyag üveges állapotba kerül, nagy merevséggel, de nagyfokú ridegséggel. Amikor a hőmérséklet a ridegedési hőmérséklet alá csökken, a molekulaláncok nem tudják elnyelni az ütési energiát a szegmensek mozgása révén, és az anyag törésre hajlamos.

Üvegesedési zóna (Tg közelében): A molekulaláncok elkezdenek mozogni, és az anyag üveges állapotból erősen rugalmas állapotba megy át, a modulus hirtelen csökkenésével (általában 3-4 nagyságrenddel) és jelentős méretváltozásokkal (a lineáris hőtágulási együttható növekedése).

Olvadási zóna (Tm felett, kristályos műanyagok esetén): A kristályos szerkezet szétesik, az anyag viszkózussá válik, és elveszíti mechanikai szilárdságát. Az amorf műanyagoknak nincs egyértelmű Tm-jük, és fokozatosan lágyulnak, amíg a hőmérséklet növekedésével folyni nem kezdenek.

Magas hőmérsékletű öregedési zóna: A Tg feletti hőmérsékletnek való hosszan tartó kitettség oxidatív lebomláshoz vagy a molekuláris láncok térhálósodásához vezet, ami a mechanikai tulajdonságok visszafordíthatatlan romlásához vezet. Például, ha az ABS-t hosszú ideig 100 ℃-on használják, az ütésállósága évente 10-15%-kal csökken a butadién gumi fázis oxidációja miatt.

2. A műanyagok hőmérséklet-állóságát befolyásoló fő tényezők

A műanyagok hőmérsékletállóságát molekulaszerkezetük, aggregátumszerkezetük és a külső környezetük határozza meg, és ezen tényezők szabályozásával jelentősen javítható.

A molekuláris szerkezet fő szerepe

A molekulaszerkezet a hőmérséklet-állóság alapvető meghatározója:

Főlánc merevsége: A merev csoportokat, például benzolgyűrűket és heterociklusokat tartalmazó molekulaláncok kiváló hőmérséklet-állósággal rendelkeznek. Például a PI (poliimid) főlánca imidgyűrűt tartalmaz, és folyamatosan használható 260 ℃ hőmérsékleten; a PE főlánc egy rugalmas szén-szén egyes kötés, alacsonyabb hőmérséklet-állósággal.

Intermolekuláris erők: A poláris csoportok (például amid- és észtercsoportok) fokozzák az intermolekuláris erőket és javítják a hőállóságot hidrogénkötések vagy dipólus kölcsönhatások révén. A PA66 hidrogénkötéseket képez az amidcsoportok miatt, és a HDT több mint 50 ℃-kal magasabb, mint a PE.

Térhálósodási fok: A hőre keményedő műanyagok (például a fenolgyanták és az epoxigyanták) térhálósodás révén háromdimenziós hálózatot alkotnak olvadás nélkül, és jobb hőmérséklet-állósággal rendelkeznek, mint a hasonló hőre lágyuló műanyagok. Például a térhálósított PE folyamatos felhasználási hőmérséklete 30 ℃-kal magasabb, mint a hagyományos PE-é.

Molekulatömeg és eloszlás: A nagyobb molekulatömegű műanyagok jobban ellenállnak a hődeformációnak (szorosabb lánc-összekuszálódás), de a túlzottan nagy molekulatömeg feldolgozási nehézségekhez vezethet; A szűk molekulatömeg-eloszlás segít javítani a hőstabilitást.

Az aggregációs szerkezet és az adalékanyagok hatása

Kristályosság: A kristályos műanyagok általában jobb hőállósággal rendelkeznek, mint az amorf műanyagok, mivel a kristályos régió molekuláris elrendeződése szabályos, és ellenáll a láncszegmensek mozgásának. Például a HDPE (kristályosság 70%) HDT-je 20 ℃-kal magasabb, mint az LDPE-é (kristályosság 50%); A PP kristályosságának növelésére nukleálószereket használva a HDT 10-15 ℃-kal növelhető.

Töltés és megerősítés: Az erősítőanyagok, például az üvegszál és a szénszál hozzáadása jelentősen javíthatja a hőállóságot. A 30%-os üvegszálerősítésű PA66 esetében a HDT 80 ℃-ról 250 ℃-ra emelkedett a szálak teherbírása miatt, korlátozva a molekuláris láncok mozgását; A lapszerű töltőanyagok, például a csillám hozzáadása javíthatja a méretstabilitást a lineáris tágulási együttható csökkentésével.

Stabilizátorok: Az antioxidánsok (például a gátolt fenolok) gátolják az oxidatív lebomlást magas hőmérsékleten, az UV-elnyelő anyagok csökkentik a fototermikus öregedést, és meghosszabbíthatják a műanyagok élettartamát magas hőmérsékletű környezetben. Például az 1% antioxidáns 1010-et tartalmazó PP 120 ℃-on 1000 óráról 5000 órára növelheti a termikus öregedési élettartamát.

A külső környezet kollektív hatása

Terhelési viszonyok: A műanyagok mechanikai tulajdonságai magas hőmérsékleten érzékenyek a terhelésekre, és ugyanazon a hőmérsékleten a nagy terhelések korábbi deformációhoz vezethetnek. Például a POM keményedési hőmérséklete 0,45 MPa terhelés alatt 110 ℃, de 1,82 MPa terhelés alatt csak 85 ℃.

Közepes környezet: Olajjal és oldószerekkel érintkezve a magas hőmérséklet felgyorsíthatja az anyag duzzadását vagy lebomlását. Például a PA6 100 ℃-on vizet szív fel és vízben duzzad, ami 50%-os szilárdságcsökkenést eredményez, míg hőmérséklet-ellenállása száraz környezetben stabilabb.

Időtényező: A rövid távú magas hőmérséklet (például a gőzfertőtlenítés) kisebb hatással van a műanyagokra, mint a hosszú távú magas hőmérséklet. A PC 130 ℃-on (rövid távon) ellenáll a gőzfertőtlenítésnek, de a folyamatos használat hőmérséklete nem haladhatja meg a 120 ℃-ot.

3. Különböző műanyagok hőmérséklet-ellenállási tartománya és tipikus alkalmazásai

A különböző műanyagok hőmérséklet-állósága jelentősen eltér, a -270 ℃-tól 400 ℃-ig terjedő hőmérsékleti alkalmazási spektrumot alkotva, amely a mély hidegtől a rendkívül magas hőmérsékletig terjedő változatos igényeket elégíti ki.

Általános műanyagok hőmérséklet-tűrési tartománya

Az univerzális műanyagok mérsékelt hőmérséklet-állósággal rendelkeznek, és alkalmasak hagyományos környezetekre

Polietilén (PE): HDT 40-70 ℃, folyamatos használati hőmérséklet 60-80 ℃, ridegedési hőmérséklet -70 ℃ és -100 ℃ között. Az alacsony sűrűségű PE (LDPE) alacsonyabb hőmérséklet-ellenállással rendelkezik, míg a nagy sűrűségű PE (HDPE) valamivel jobb hőmérséklet-ellenállással rendelkezik a magas kristályossága miatt. Főként szobahőmérsékletű csomagoláshoz, vízvezetékekhez stb. használják, nem érintkezhet forrásban lévő vízzel.

Polipropilén (PP): HDT 100 ℃ (0,45 MPa), folyamatos használati hőmérséklet 100-120 ℃, ridegedési hőmérséklet -15 ℃ és -30 ℃ között. Ez az egyetlen univerzális műanyag, amely ellenáll a forrásban lévő víznek, és széles körben használják evőeszközökben, vizespoharakban és melegvíz-csövekben, de alacsony hőmérsékleten hajlamos a ridegedésre, és nem alkalmas fagypont alatti környezetre.

Polivinil-klorid (PVC): A kemény PVC hőállósága 70-80 ℃, folyamatos felhasználási hőmérséklete 60 ℃; a lágy PVC hőállósága alacsonyabb (50 ℃ alatt) a lágyítók migrációja miatt. Csővezetékek és vezetékek szigetelőrétegeinek építése során kerülni kell a magas hőmérséklettel való érintkezést, hogy megakadályozzuk a lágyítók kicsapódását.

Polisztirol (PS): HDT 70-90 ℃, folyamatos használati hőmérséklet 60 ℃, ridegedési hőmérséklet -20 ℃, alacsony hőmérsékleten is egyértelműen rideg. Főleg csomagoláshoz és játékokhoz használják, nem alkalmas magas hőmérsékleten való használatra.

ABS: Hőállóság 80-100 ℃, folyamatos használati hőmérséklet 60-80 ℃, ridegedési hőmérséklet -40 ℃, átfogó hőállósága jobb, mint más általános műanyagoknak. Alkalmas háztartási gépek burkolataihoz és autóbelsőkhöz, de hosszú távú használati hőmérséklete nem haladja meg a 80 ℃-ot.

Műszaki műanyagok hőmérséklet-állósági teljesítménye

A műszaki műanyagok hőmérséklet-állósága jelentősen javult, megfelelve az ipari környezet igényeinek.

Poliamid (PA, Nejlon): A PA6 nagy hőtüzelésű hőmérséklete (HDT) 60-80 ℃, folyamatos felhasználási hőmérséklete 100 ℃; a PA66 magas kristályossága miatt 70-90 ℃ HDT-vel rendelkezik, és 120 ℃-os hőmérsékleten folyamatosan felhasználható. 30% üvegszállal erősítve a HDT 200-250 ℃-ra emelkedik, és folyamatos felhasználási hőmérséklete eléri a 150 ℃-ot. Autómotor perifériás alkatrészeihez és magas hőmérsékletű olajvezetékekhez használják.

Polikarbonát (PC): HDT 130-140 ℃, folyamatos használati hőmérséklet 120 ℃, ridegedési hőmérséklet -40 ℃, hőálló és ütésálló. Cumisüvegekhez, autófényszóró-lámpaernyőkhöz és elektronikus eszközök burkolataihoz használják, de a hosszú távú magas hőmérséklet miatt hajlamos a hidrolízisre, ezért nedves környezetben kerülni kell.

Polioximetilén (POM): HDT 110 ℃ (1,82 MPa), folyamatos üzemi hőmérséklet 100 ℃, kiemelkedő fáradási ellenállás. Alkalmas sebességváltó alkatrészek, például fogaskerekek és csapágyak gyártására, rövid ideig száraz környezetben 120 ℃-ot is kibír.

Polibutilén-tereftalát (PBT): HDT 210-220 ℃ (erősített minőség), folyamatos használati hőmérséklet 140 ℃, kiváló elektromos szigetelés. Elektronikus csatlakozókhoz és tekercskeretekhez használják, magas hőmérsékletű és páratartalmú munkakörnyezetben alkalmazható.

Speciális műanyagok extrém hőmérsékletállósága

A speciális műanyagok képesek ellenállni a szélsőséges hőmérsékleti környezetnek:

Politetrafluoretilén (PTFE): A HDT csak 120 ℃-os, de folyamatos használat esetén elérheti a 260 ℃-ot, rövid távon pedig 260 ℃-ot is elvisel. Ridegedési hőmérséklete -270 ℃, így a legszélesebb hőmérsékleti tartományú műanyag. Kémiai korrózióálló és tapadásmentes, tapadásmentes edénybevonatokhoz, magas hőmérsékletű tömítésekhez és kriogén berendezésekhez használják.

Poliéter-éter-keton (PEEK): HDT 315 ℃, folyamatos használati hőmérséklet 260 ℃, 200 ℃-on még mindig megőrzi szobahőmérsékleti szilárdságának 70%-át. Repülőgépipari szerkezeti alkatrészekhez, orvosi implantátumokhoz és olajmezőkben található fúrólyukak szerszámaihoz használják, ellenáll a gőzfertőtlenítésnek és a kémiai korróziónak.

Poliimid (PI): Folyamatos használati hőmérséklet-tartomány 260-300 ℃, rövid távú hőmérséklet-tűrés akár 400 ℃-ig, stabil teljesítmény -269 ℃ és 300 ℃ között. Űrhajók hővédő rétegéhez, rugalmas áramköri lapokhoz és magas hőmérsékletű csapágyházakhoz használják, jelenleg az egyik legjobb hőmérséklet-álló műanyag.

Polifenilén-szulfid (PPS): HDT 260 ℃, folyamatos használati hőmérséklet 200-220 ℃, lángálló és ellenáll a kémiai korróziónak. Autóipari kipufogócsövek szigeteléséhez és elektronikus hegesztő hordozólapokhoz használják, ellenáll a hullámforrasztás okozta 260 ℃-os magas hőmérsékletnek.

Folyadékkristályos polimer (LCP): Folyamatos használati hőmérséklet 180-240 ℃, rendkívül alacsony lineáris hőtágulási együttható, kiváló méretstabilitás. Nélkülözhetetlen a magas hőmérsékletű precíziós alkatrészekben, például az 5G antennákban és a chipcsomagolásokban.

4. Műanyagok hőmérsékletállóságának vizsgálati módszerei és szabványai

A műanyagok hőmérsékletállóságának pontos értékeléséhez szabványosított vizsgálati módszerek betartása szükséges. A különböző szabványok kissé eltérő követelményeket támasztanak a vizsgálati körülményekkel kapcsolatban, és az eredményeket gondosan össze kell hasonlítani.

Meleg alakváltozási hőmérséklet (HDT) vizsgálat

Az ISO 75 és ASTM D648 szabványok szerint az alapvető paraméterek a következők:

Minta mérete: Általában egy 80 mm x 10 mm x 4 mm méretű csíkminta.

Terhelés: két szintre osztva - 1,82 MPa (merev anyagokra vonatkozik) és 0,45 MPa (rugalmas anyagokra vonatkozik).

Melegítési sebesség: 120 ℃/h (ISO) vagy 2 ℃/perc (ASTM), ami közel áll a tényleges használat melletti lassú melegítési forgatókönyvhöz.

Deformáció mértéke: Amikor a minta középponti elhajlása eléri a 0,25 mm-t, rögzítse a hőmérsékletet, ezt HDT-nek nevezzük.

Vizsgálati óvintézkedések: A HDT egy relatív mutató, amely csak a rövid távú hőállóságot tükrözi meghatározott terhelések mellett, és nem hasonlítható közvetlenül az üzemi hőmérséklethez; A kristályos műanyagok HDT-jét a hűtési sebesség befolyásolja, és szabványosított öntési feltételeket igényel az eredmények összehasonlíthatóságának biztosítása érdekében.

Vicat lágyuláspont (VST) vizsgálat

Az ISO 306 és ASTM D1525 szabványok szerint a főbb paraméterek a következők:

Nyomótű: lapos fejű tű, 1 mm² keresztmetszettel.

Terhelés: 50N (VST/A) vagy 10N (VST/B), az 50N-os terhelés az elterjedtebb.

Fűtési sebesség: 50 ℃/h vagy 120 ℃/h, az előbbi áll közelebb a tényleges fűtési helyzethez.

Ítéleti kritériumok: Az a hőmérséklet, amelyen a nyomótű 1 mm mélyen behatol a mintába.

A VST és a HDT közötti különbség: A VST inkább az anyagok lágyulási viselkedésére összpontosít, és érzékenyebb a hőre lágyuló anyagokra; a HDT a szerkezeti teherbírást tükrözi, és alkalmasabb a szerkezeti elemek hőállóságának értékelésére. Ugyanazon anyag VST-je általában 10-30 ℃-kal magasabb, mint a HDT.

Hosszú távú termikus öregedési teszt

Hosszú távú termikus öregedési vizsgálatokra (ISO 2578, ASTM D3045) van szükség a folyamatos használati hőmérséklet értékeléséhez:

Teszthőmérséklet: Válasszon 3-4 ponttal a várt üzemi hőmérséklet felett (például 120 ℃, 140 ℃, 160 ℃).

Tesztelési ciklus: akár 10 000 óra, rendszeres mintavétellel és szakítószilárdság, ütésállóság stb. vizsgálatával.

Adatfeldolgozás: Az Arrhenius-egyenletet arra a hőmérsékletre extrapolálják, amelyen a teljesítménymegtartási arány 10 000 óra után eléri az 50%-ot, ez a folyamatos használati hőmérséklet.

Figyelmet kell fordítani az öregedés gyorsulására: A túlzott hőmérséklet olyan lebomlási mechanizmusokat indíthat el, amelyek eltérnek a tényleges felhasználástól (például térhálósodás az oxidáció helyett), ami torz extrapolációs eredményekhez vezethet. A vizsgálati hőmérséklet jellemzően nem haladhatja meg az anyag Tm-jének vagy bomlási hőmérsékletének 2/3-át.

Alacsony hőmérsékletű ridegségi vizsgálat

Az ISO 974 és ASTM D746 szabványok szerint határozza meg az anyagok ridegségét alacsony hőmérsékleten:

Minta: általában lemezből vagy csőből készül, a terméktípusnak megfelelően kiválasztva.

Vizsgálati módszer: A minta meghibásodási arányát különböző alacsony hőmérsékleteken ütéssel vagy hajlítással teszteljük.

Ítéleti kritériumok: Az a hőmérséklet, amelyen a minták 50%-a ridegtörésen megy keresztül, az ridegedési hőmérséklet.

Ez a teszt különösen fontos a csomagolóanyagok és a kültéri termékek, például a PE fólia esetében, amelynek biztosítania kell, hogy -40 ℃-on ne váljon rideggé, hogy ellenálljon a hideg régiókban történő szállításnak.

5. A műanyagok hőmérséklet-állóságának alkalmazási adaptációja és mérnöki gyakorlata

A gyakorlati alkalmazásokban átfogóan figyelembe kell venni a műanyagok hőmérsékletállóságát a felhasználási forgatókönyvek alapján, hogy elkerüljük a hőmérsékleti problémák okozta meghibásodásokat.

Hőállósági követelmények és anyagválasztás különböző területeken

Élelmiszerrel érintkező terület: Meg kell felelni mind a hőmérséklet-állósági, mind a biztonsági követelményeknek. A mikrohullámú sütő edényei általában PP-t (120 ℃-ig ellenálló), a vízadagoló alkatrészek PC-t (100 ℃-ig ellenálló), a tapadásmentes serpenyőbevonatok pedig PTFE-t (260 ℃-ig ellenálló) használnak, amelyek mindegyike élelmiszeripari minőségű tanúsítványt igényel (például FDA, GB 4806).

Autóipar: A motortér alkatrészeinek 150-200 ℃-nak ellenállónak kell lenniük (például PA66 erősítésű minőség), a pilótafülke alkatrészeinek 80-120 ℃-nak ellenállónak kell lenniük (például ABS/PC ötvözet), és alacsony hőmérsékletű környezetben (-40 ℃) ultra erős PP-t vagy PA-t kell használni a rideg törés elkerülése érdekében.

Elektronikus készülékek: A csatlakozóknak és a tekercskereteknek 120-150 ℃-ot kell elviselniük (például PBT erősítésű minőség), a LED hűtőbordáknak 150-200 ℃-ot (például PPS), a nagyfrekvenciás alkatrészeknek pedig alacsony dielektromos veszteségű LCP-t (200 ℃-nak ellenálló) kell lenniük.

Az orvostudományban a gőzfertőtlenítő komponenseknek 134 ℃-nak ellenállónak kell lenniük (például PC, PEEK), a PTFE-t alacsony hőmérsékletű hűtőberendezésekhez használják (-200 ℃-nak ellenáll), a beültetett eszközöknek pedig ellenállónak kell lenniük a hosszú távú testhőmérséklettel (37 ℃) és a degradációval szemben (például PEEK).

Repülőgépipar: A kabin belső alkatrészei 120 ℃-nak (például PEEK), a motor környezete pedig 250-300 ℃-nak (például PI) ellenállnak. Az űrkörnyezetnek ellen kell állnia a -200 ℃ és 150 ℃ közötti hirtelen hőmérséklet-változásoknak (például PTFE, PI).

Mérnöki módszerek a műanyagok hőmérsékletállóságának növelésére

Ha a meglévő anyagok hőmérséklet-ellenállása nem elegendő, az optimalizálás a következő módszerekkel érhető el:

Anyagkompozit: Többrétegű szerkezet alkalmazása, például jó hőmérséklet-állóságú PEEK használata a belső réteghez és olcsó PP a külső réteghez, egyensúlyba hozva a teljesítményt és a költségeket.

Szerkezeti tervezés: növelje a falvastagságot vagy használjon betonacélokat a szerkezet teherbírásának javítása érdekében magas hőmérsékleten; Kerülje az éles sarkok kialakítását és csökkentse a feszültségkoncentráció okozta magas hőmérsékleti deformációt.

Folyamatszabályozás: A fröccsöntés során növelje a forma hőmérsékletét, hogy elősegítse a kristályos műanyagok teljesebb kristályszerkezetének kialakulását és fokozza a hőállóságot; A nedvességet elnyelő anyagokat, például a PA-t és a PC-t előszárítsa a magas hőmérsékletű hidrolízis elkerülése érdekében.

Felületkezelés: Magas hőmérsékletnek ellenálló bevonatok (például kerámia bevonatok) felhordása a felület hőmérséklet-állóságának fokozása érdekében, miközben megőrzi az aljzat szilárdságát.

Tipikus meghibásodási esetek és megelőzésük

PC pohár repedése: A forrásban lévő víz (100 ℃) hosszú távú használata a PC hidrolízisét, molekulatömeg-csökkenését és szívósságvesztését okozza. Megelőzés: Használjon PP vagy Tritan (kopoliészter) poharakat helyettük, mivel az utóbbi ellenáll a 100 ℃-os hőmérsékletnek és a hidrolízisnek.

Autóipari ABS érzékelő meghibásodása: A motortérben a környezeti hőmérséklet eléri a 120 ℃-ot, meghaladva az ABS folyamatos üzemi hőmérsékletét, ami az anyag öregedéséhez és ridegségéhez vezet. Megoldás: Cserélje ki hőálló ABS-re vagy PA66 erősítésű anyagra.

PVC vízcső deformációja: Nyáron a közvetlen napfény a cső hőmérsékletének 70 ℃-ra emelkedését okozza, meghaladva a PVC HDT-jét (70 ℃), ami a cső megereszkedését eredményezi. Megelőzés: Használjon UPVC-t (nem lágyított PVC) vagy PE-RT csöveket a hőállóság javítása érdekében.

A műanyagok hőállósága az anyagok, a szerkezet és a környezet együttes hatásának eredménye. Nincs abszolút hőálló műanyag, csak a megfelelő forgatókönyvek megválasztása. Az anyagmódosítási technológia fejlődésével a műanyagok hőmérséklet-tűrési határa folyamatosan áttörődik a molekuláris tervezés, a nanokompozitok és más eszközök, például a grafénerősítés révén.