Quanto você sabe sobre o PEI GF? Vamos dar uma olhada detalhada juntos.

Ⅰ.O que é PEI GF?

PEI GF, abreviação de Polieterimida Reforçada com Fibra de Vidro, é um material compósito plástico de engenharia de alto desempenho. Utiliza polieterimida (PEI) como resina de matriz, reforçada com fibra de vidro (GF, normalmente 10%-40%) e é moldada em folhas ou bastões. O próprio PEI é um termoplástico amorfo semicristalino com excelente resistência ao calor, propriedades mecânicas e resistência química. A adição de fibra de vidro aumenta ainda mais sua resistência, rigidez e estabilidade dimensional.

Folha de fibra de vidro AHD PEI

Ⅱ. Como é produzido?

As folhas e varetas PEI GF são produzidas principalmente usando o processo de extrusão. Para produtos com especificações especiais ou requisitos extremamente exigentes, também pode ser utilizada a moldagem por compressão.

O processo básico de produção é o seguinte:

Preparação e mistura da matéria-prima: Os pellets de resina PEI (geralmente já pré-misturados com fibra de vidro, conhecidos como pellets PEI GF) são completamente secos em um forno. Como o PEI absorve umidade, a secagem completa é essencial para evitar hidrólise e degradação durante o processamento.

Extrusão por fusão: Os pellets secos de PEI GF são alimentados no funil da extrusora. Dentro da extrusora, o material é aquecido e cisalhado, derretendo-o em um estado fluido e viscoso.

Moldagem e Modelagem:

Produção de Folhas: O material fundido é extrudado através de uma matriz plana, formando uma massa fundida semelhante a uma folha. O fundido então entra em uma calandra de três rolos com temperatura cuidadosamente controlada para calandragem, resfriamento e modelagem, resultando em uma folha de espessura uniforme.

Produção de varetas: O material fundido é extrudado através de uma matriz circular para formar uma vareta. A haste então entra em um tanque de sinterização resfriado a água ou a vácuo para resfriamento e modelagem, resultando em uma haste com diâmetro uniforme.

Puxar e Cortar: A placa/haste moldada é puxada por uma máquina de transporte a uma velocidade constante e finalmente cortada nos comprimentos desejados por um dispositivo de corte.

Pós-processamento e inspeção: O produto pode sofrer recozimento sob tensão para reduzir tensões internas. Após rigorosa inspeção dimensional e de desempenho, ele é embalado e armazenado.

Ⅲ. Quais são suas características e vantagens?

O material PEI GF combina as vantagens da resina PEI e da fibra de vidro, oferecendo desempenho geral excepcional.

Recurso	Desempenho Específico	Vantagens
Propriedades Mecânicas	Alta resistência, alta rigidez e alta dureza. A adição de fibra de vidro proporciona resistência à flexão e módulo significativamente maiores do que o PEI não reforçado. A excelente resistência à fluência minimiza a deformação sob cargas de longo prazo.	As peças são estruturalmente mais fortes, menos propensas a deformações e podem suportar cargas elevadas.
Resistência ao calor	Alto! As temperaturas operacionais de longo prazo podem atingir 170°C a 180°C, e a resistência à temperatura de curto prazo pode exceder 200°C. A temperatura de deflexão térmica (HDT @ 1,8 MPa) pode atingir mais de 200°C.	Pode operar em ambientes de alta temperatura por longos períodos sem amolecer, mantendo desempenho estável.
Retardo de chama	Inerentemente retardador de chama! Ele atinge a classificação UL94 V-0 (a mais alta classificação de retardamento de chama) sem a adição de quaisquer retardadores de chama e emite muito pouca fumaça durante a combustão.	Ele atende aos mais rigorosos requisitos de segurança contra incêndio e é adequado para uso em aplicações críticas de segurança, como aeroespacial, elétrica e eletrônica e muito mais.
Estabilidade Dimensional	Excelente! Seu baixo coeficiente de expansão linear e absorção de umidade minimizam seu impacto na temperatura e na umidade.	Permite a fabricação de peças de alta precisão com mínima variação dimensional devido a fatores ambientais, garantindo montagem e funcionalidade confiáveis.
Estabilidade Química	Resistente a uma ampla gama de produtos químicos, incluindo ácidos diluídos, bases fracas, hidrocarbonetos, ésteres e hidrocarbonetos halogenados. No entanto, não é resistente a solventes orgânicos altamente polares (como cetonas e alguns solventes clorados) e bases fortes.	Adequado para uma variedade de ambientes de mídia de trabalho.
Isolamento Elétrico	Excelentes propriedades elétricas, incluindo alta rigidez dielétrica e baixo fator de dissipação, com desempenho estável em uma ampla faixa de temperatura e frequência.	É um material de isolamento ideal para altas temperaturas para componentes eletrônicos e elétricos.
Processabilidade e Outros	Embora seja um termoplástico, sua temperatura de processamento é muito elevada (aproximadamente 350-400°C). É autoextinguível e possui boa resistência ao desgaste.	Pode ser processado por métodos termoplásticos, como moldagem por injeção e extrusão, mas é necessário equipamento especializado de alta temperatura.

4. Onde será usado?

Devido ao seu desempenho excepcional, a folha e haste PEI GF é usada principalmente em campos industriais de alta tecnologia com requisitos de desempenho exigentes.

Aeroespacial:

Aplicações: Fabricação de suportes, suportes, tampas, conectores e muito mais para interiores de aeronaves. Sua alta resistência, leveza (em relação ao metal), excelente retardamento de chama e baixa emissão de fumaça atendem aos rigorosos padrões da indústria da aviação.

Indústria Eletrônica e Elétrica/Semicondutores:

Aplicações:

Processamento de wafer: Usado na fabricação de transportadores de wafer, acessórios, braços e outros componentes que exigem limpeza extremamente alta, baixo teor de extraíveis, resistência a altas temperaturas e estabilidade dimensional.

Componentes de isolamento de alta temperatura: como caixas de disjuntores, bobinas de bobina, blocos de terminais e placas de suporte de PCB.

Solda SMT: Utilizada na fabricação de suportes e bandejas para solda por refluxo e onda, pois pode suportar temperaturas de curto prazo superiores a 260°C.

Indústria Automotiva:

Aplicações: Fabricação de componentes periféricos de motores, carcaças de sensores, peças de transmissão e outros componentes que exigem resistência a óleos em alta temperatura e envelhecimento térmico de longo prazo.

Dispositivos Médicos:

Aplicações: Usado na fabricação de estruturas de instrumentos cirúrgicos, bandejas e peças de endoscópios que requerem esterilização repetida por vapor em alta temperatura ou óxido de etileno. O PEI atende inerentemente aos requisitos de biocompatibilidade (determinados graus).

Aplicações Industriais:

Aplicações: Usado na fabricação de engrenagens de alta precisão, rolamentos, vedações, componentes de válvulas, lâminas de compressores e outros componentes que operam em ambientes de alta temperatura e isentos de óleo.

V. Uso

As aplicações de chapas e varetas PEI GF se enquadram principalmente em duas categorias: processamento e conformação e aplicação direta.

1. Processamento (Fabricação de Peças Finais)

Usinagem: Torneamento, fresamento, furação, rosqueamento e outros processos são possíveis. Ferramentas de metal duro (como ferramentas de metal duro) devem ser usadas para evitar o desgaste rápido de ferramentas de aço rápido. Parâmetros de corte recomendados: 500-1500 rpm, avanço 0,05-0,2 mm/min. O resfriamento pode ser obtido com ar comprimido ou uma pequena quantidade de fluido de corte solúvel em água (para evitar a absorção de umidade).

Conexões: Conexões aparafusadas (recomenda-se a pré-perfuração para evitar fissuras por tensão), soldagem a laser (requer equipamento especializado e é adequada para componentes de precisão) e colagem de adesivos estruturais (como adesivo epóxi, que requer tratamento de superfície para melhor adesão).

2. Candidaturas diretas

O uso direto em componentes estruturais, como estruturas de suporte para interiores de aeronaves e bases de alojamento para sensores automotivos, aproveita sua alta resistência e resistência à temperatura para substituir metal ou plásticos tradicionais.

VI. Pontos-chave e precauções

Ao usinar e utilizar material PEI GF, devem ser observados os seguintes pontos; não fazer isso pode facilmente levar à falha da peça.

1. Pontos-chave de usinagem:

Ferramentas: Devem ser utilizadas ferramentas afiadas de metal duro ou diamantadas. Ferramentas cegas podem causar rasgos, lascas e aquecimento excessivo.

Resfriamento: O resfriamento com ar comprimido ou névoa de óleo é fortemente recomendado. Evite usar refrigerantes à base de água, pois o PEI absorve umidade, o que pode afetar o desempenho subsequente ou causar rachaduras devido ao aquecimento e resfriamento repentinos durante a usinagem.

Parâmetros: Utilize uma estratégia de alta velocidade, avanço leve da ferramenta e taxa de avanço rápida. Isso ajuda a dissipar o calor e obter uma superfície usinada lisa.

Remoção de cavacos: Lascas de fibra de vidro são irritantes, portanto, um bom equipamento de exaustão e remoção de poeira é essencial durante a usinagem. Os operadores devem usar máscaras e óculos de proteção.

2. Higroscopicidade e Pré-tratamento:

O material PEI GF absorve a umidade do ar. Se a peça for usada em alta umidade ou altas temperaturas, ou exigir processamento secundário em alta temperatura (como dobra ou colagem a quente), a peça bruta deverá ser seca antes do processamento. As condições típicas de secagem são 150°C durante 2-4 horas.

3. Estresse Interno:

Durante o processamento, o calor de corte pode gerar tensão interna na peça. Para peças críticas que exigem alta estabilidade dimensional e resistência a trincas, o recozimento pode ser considerado. Isto envolve assar a peça a uma temperatura 10-20°C abaixo de sua temperatura de deflexão térmica (por exemplo, 180-190°C) por um período de tempo, seguido de resfriamento lento até a temperatura ambiente.

4. Colagem:

Os materiais PEI GF podem ser colados usando adesivos especializados de resina epóxi de alta temperatura ou cianoacrilato (adesivos de secagem rápida). Antes da colagem, a superfície deve ser limpa (por exemplo, com álcool) e, se necessário, rugosa para aumentar a resistência da colagem.

5. Aviso de segurança:

Pó de processamento: O pó de fibra de vidro é irritante para o sistema respiratório e a pele humanos. Garanta equipamento de proteção adequado. Queimaduras de alta temperatura: Peças que foram usinadas ou retiradas do forno podem estar muito quentes e precisam ser manuseadas com cuidado.

As folhas e hastes PEI GF são um exemplo típico de plásticos de engenharia de alto desempenho. O reforço de fibra de vidro supera as deficiências de resistência do PEI puro, mantendo suas vantagens, como resistência ao calor e a produtos químicos. Eles são amplamente utilizados na fabricação de alta qualidade. Ao usá-los, deve-se prestar atenção à temperatura de processamento, ao processo de secagem e ao projeto estrutural para maximizar o desempenho do material.

Folha PEI, haste PEI e folha PEI GF