Cuatro propiedades térmicas de los plásticos
Generalmente, hay cuatro propiedades térmicas de uso común de los plásticos:temperatura de deflexión térmica, temperatura de servicio continuo, punto de fusión o, en algunos casos, temperatura de transición del vidrio y coeficiente de expansión térmica.
Temperatura de deflexión térmica (ASTM D648 ) )
La temperatura de deflexión térmica o temperatura de distorsión térmica (HDT) es la temperatura a la que un polímero se deforma para calentarse o enfriarse bajo una carga específica. ASTM son las siglas de American Society for Testing and Materials, que es una sociedad internacional que desarrolla y publica normas técnicas voluntarias para materiales, entre otras cosas. El método de prueba estándar para la temperatura de deflexión de los plásticos bajo carga es ASTMD648.
Temperatura de servicio continuo
Esta es la temperatura máxima a la que un material puede funcionar de manera confiable en una aplicación a largo plazo. La temperatura de servicio continuo asegura la estabilidad e integridad del material durante la vida útil esperada de la pieza en su aplicación prevista. No existe una prueba ASTM D para esto.
Punto de fusión (ASTM D3418) o temperatura de transición vítrea T g (ASTM D3418)
Polímeros cristalinos
El punto de fusión se refiere a la temperatura a la que los polímeros cristalinos se convierten en un líquido desordenado. Los polímeros cristalinos son aquellos que tienen un patrón regular y definido en su estructura molecular. Las resinas cristalinas incluyen PEEK, PEK, PPS y PFA. Aunque tienen una temperatura de fusión, no tienen una temperatura de transición vítrea. Los polímeros con estructuras de cadena regulares son los más propensos a formar regiones cristalinas. Cuanto más cristalino es un polímero, más fuerte y menos flexible se vuelve. Estos tipos de polímeros generalmente permiten que pase menos luz a través de ellos. La cristalinidad crea los beneficios de fuerza, rigidez, resistencia química y estabilidad.
Plásticos amorfos
Los plásticos amorfos no tienen un punto de fusión sino una temperatura de transición vítrea. En lugar de fundirse, estos polímeros se ablandan en una amplia gama de temperaturas. Los materiales amorfos están formados por polímeros cuyas cadenas no están dispuestas en cristales ordenados, sino que están esparcidas al azar aunque se encuentren en estado sólido. La temperatura de transición es la temperatura por debajo de la cual un polímero se vuelve duro y quebradizo. En términos generales, los polímeros amorfos son transparentes y se utilizan para hacer cosas como envoltorios de plástico, lentes de contacto y ventanas de plástico.
Plásticos semicristalinos
Las moléculas de polímero suelen ser parcialmente cristalinas ( semicristalinas ), con regiones cristalinas dispersas dentro de material amorfo. Las moléculas cristalinas tienen una temperatura de fusión mientras que las regiones amorfas tienen una temperatura de transición vítrea.
Coeficiente de expansión térmica lineal
(CLTE) es la relación entre la respuesta dimensional de un material al calentamiento y enfriamiento. La expansión térmica lineal significa que el producto se expandirá en todas las direcciones, y esto debe tenerse en cuenta en los cálculos de diseño. El cálculo es:(factor dado) x 10-6 x longitud x cambio de temperatura C °. (ASTM D E-831 TMA)
El coeficiente de expansión térmica lineal a menudo se muestra como un factor (10 -4 m / mK) en muchas tablas. Todos los materiales se expanden con los cambios de temperatura. Los termoplásticos se expanden considerablemente más que los metales, p. Ej. El acero al carbono 10,8 (10) -6 en comparación con UHMW PE 200 (10) -6 es aproximadamente 18 veces más.
Tabla de propiedades térmicas de plásticos comunes
Material HDT ContService Temp. Punto de fusión CLTE
Nylon,
Cristalino 200 ° F 210 ° F 500 ° F 5.5 x.10 -5
PPS,
Semi-cristalino 250 ° F 425 ° F 426 ° F 2.8 x 10 -5
PEI, amorfo 410 ° F 340 ° F 410 ° F (T g ) 3,1 x 10 -5
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