SumikaExcel 5003P: Aumenta tenacidad a fractura y reduce microfisuras en compuestos epoxi

Un aditivo de micro-polímero de poliéter sulfona (PES) llamado SumikaExcel 5003P, se dice que aumenta la tenacidad a fractura y resistencia a microfisuras para compuestos epoxi reforzados con fibra en un amplio rango de temperatura sin impactar negativamente estabilidad dimensional, llama/humo/toxicidad (FST), resistencia a fluencia, módulo, impacto, o resistencia a fluencia. El aditivo funcional es ampliamente usado por la industria aeroespacial para preimpregnado y compuestos de fibra de carbono epoxi moldeados por transferencia de resina, está ganando terreno en compuestos epoxi para automoción, y podría usarse para artículos deportivos de alto rendimiento también. El material es producido por Sumitomo Chemical Co. Ltd. (Tokio, Japón) y se vende en Norteamérica por Sumitomo Chemical Advanced Technologies, LLC (Phoenix, AZ, EE. UU.), que exhibirá en la Expo de Compuestos y Materiales Avanzados (CAMX) del 16-18 de octubre en Dallas, TX, EE. UU.

PES es un termoplástico de ingeniería amorfo, transparente ámbar, conocido por sus altas capacidades de temperatura, alta resistencia y resistencia al impacto, buena resistencia a fluencia a temperaturas y cargas elevadas, buena estabilidad dimensional, bajo coeficiente de expansión térmica lineal (CLTE) en amplio rango de temperatura, retardancia de llama inherente, humo mínimo, desgasificación mínima, buena y amplia resistencia química, y resistencia a agua caliente (hasta 180°C). Se ofrece pelletizado para moldeo por inyección, extrusión y procesos de film y en forma de polvo para films de colada, membranas de filtración, y como aditivo epoxi para compuestos, pinturas y recubrimientos de alta temperatura y adhesivos. Grados de PES se usan en industrias aeroespacial, automotriz, eléctrica/electrónica, dispositivos médicos y manipulación de alimentos.

En su rol como aditivo funcional para compuestos epoxi, se usan grados específicos con grupos finales hidroxilo (-OH). Los grupos finales reaccionan con grupos glicidilo en la matriz epoxi para formar una red polimérica entrelazada cruzada (IPN). Aunque el aditivo se usa típicamente en ratios de incorporación bajos de 2-12% en peso, añade mayor flexibilidad a la IPN, lo que a su vez aumenta la tenacidad del compuesto epoxi. SumikaExcel 5003P tiene una temperatura de transición vítrea (Tg) de 230°C, que es más alta que la típica de resinas epoxi aeroespaciales (rangos 120-200°C), y como también tiene buena rigidez y resistencia, mejora resistencia al impacto y grietas sin comprometer otras propiedades termo-mecánicas. Especialmente importante para aplicaciones aeroespaciales, hace todo esto sin afectar FST o la capacidad de moldear y mantener tolerancias muy ajustadas. Aunque se usa más comúnmente con compuestos epoxi reforzados con fibra de carbono de alto rendimiento, es igualmente efectivo en compuestos epoxi reforzados con vidrio o basalto también.

Sumitomo Chemical es única en la industria del plástico como el único fabricante mundial de PES que mantiene instalaciones dedicadas de polimerización de PES (en Chiba y Ehime, Japón) y también una instalación dedicada de molienda de polvo a micro-nivel (en Phoenix, AZ, EE. UU.). Esto elimina la posibilidad de contaminación cruzada con otros polímeros —un requisito crítico y estrictamente aplicado en la industria aeroespacial— y también simplifica la cadena de suministro para procesadores y OEMs. Polvos tan finos como 30 µm y tan grandes como 500 µm se producen en la instalación de Phoenix usando molinos de clasificación rotativa, que son más eficientes y precisos que unidades de molienda convencionales. Además, equipo de caracterización por difracción láser se usa para medir tamaño de partícula tanto en materia prima entrante como en polvo terminado saliente, y un dispositivo de plasma acoplado inductivamente verifica cada lote para metales antes y después de operaciones de molienda para asegurar que el producto cumple requisitos de especificación.