PPSU (polifenilsulfona) é uma variedade de plásticos de engenharia de alto desempenho de primeira linha na classe das polissulfonas. Suas hastes (haste PPSU) possuem três vantagens principais: alta resistência, alta tenacidade e estabilidade dimensional. Em particular, ele pode manter um desempenho estável mesmo sob altas temperaturas, calor úmido ou ambientes de esterilização repetida.
I. Tabela de parâmetros de desempenho mecânico central de Haste de polímero PPSU
(Valores típicos, pequenas diferenças entre diferentes fabricantes e classes)
| Properties |
Standard |
Unit |
Test Data |
| Water absorption |
ISO 62 |
% |
0.35 |
| Flammability |
UL94 |
|
V-0 |
| Tensile Strength |
ISO 527 |
Mpa |
70 |
| Service temperature, long-term |
Average |
°C |
180 |
| Service temperature, short-term |
Average |
°C |
210 |
| Surface resistivity |
IEC 60093 |
Ω |
1015 |
| Volume resistivity |
IEC 60093 |
Ω˙cm |
1013 |
II. Principais características de desempenho mecânico da haste de polifenil sulfona
1. Equilíbrio perfeito de alta resistência e alta tenacidade
Vantagem principal: As hastes de PPSU apresentam resistência à tração e flexão que se aproximam daquelas de plásticos de engenharia como ABS e PC, mas seu alongamento na ruptura e resistência ao impacto excedem em muito os de materiais semelhantes, superando até mesmo PSU (polisulfona) e PEI (polieterimida).
Valor de aplicação: Em cenários de impacto ou estresse dinâmico (como cabos de instrumentos cirúrgicos e conectores mecânicos), podem suportar determinadas cargas sem quebrar facilmente devido a colisões ou compressão, reduzindo o risco de falha do produto.
2. Estabilidade de desempenho em ambientes extremos
Estabilidade em altas temperaturas: Em temperaturas operacionais de longo prazo de 180°C, a resistência à tração permanece acima de 60% da temperatura ambiente e o módulo de flexão não mostra diminuição significativa, tornando-o adequado para condições de alta temperatura.
Resistência à hidrólise e à esterilização: Após repetidas esterilizações a vapor (134 ℃), a resistência à tração e a resistência ao impacto apresentam baixas taxas de atenuação, superiores às da PSU, uma vantagem essencial para produtos que requerem esterilização frequente nas indústrias médica e alimentícia.
Adaptabilidade a ambientes úmidos: A absorção de água é significativamente menor que a do náilon e do PC (0,4%). As propriedades mecânicas permanecem estáveis e as dimensões não se expandem nem se deformam em ambientes com alta umidade.
3. Excelente estabilidade dimensional e compatibilidade de processamento
Baixa fluência: A deformação por fluência é mínima sob cargas de longo prazo (por exemplo, componentes estruturais estáticos) e ambientes de alta temperatura, garantindo a precisão do produto a longo prazo (por exemplo, suportes de instrumentos, buchas mecânicas de precisão).
Retenção de desempenho após processamento: As propriedades mecânicas não são perdidas significativamente após extrusão e usinagem CNC (corte, furação, fresamento). A resistência e a tenacidade são mantidas sem tratamento térmico adicional, tornando-o adequado para a produção personalizada de componentes de precisão.
III. Recomendações de adaptação de aplicações relacionadas às propriedades mecânicas
Campo Médico: Utilizando sua alta resistência ao impacto e desempenho estável após a esterilização, pode ser usado para cabos de instrumentos cirúrgicos, tubos de ventiladores e acessórios de recipientes de esterilização, evitando fragilidade e quebra após esterilização frequente.
Máquinas Industriais: Com base em sua alta resistência e baixa fluência, pode ser usado para fabricar buchas de transporte de líquidos de alta pressão, suportes de instrumentos e conectores de equipamentos químicos, adequados para condições operacionais de alta temperatura e alta pressão.
Equipamentos Alimentares: Com sua dureza moderada e sem lixiviação de substâncias nocivas, pode ser utilizado em núcleos de válvulas de dispensadores de água e componentes de aquecimento de máquinas de café, equilibrando resistência mecânica e segurança alimentar.
Aeroespacial: Utilizando sua leveza (densidade 1,29 g/cm³) e estabilidade de resistência a altas temperaturas, pode substituir algumas peças metálicas, reduzindo o peso do equipamento e garantindo resistência estrutural.
Ⅳ. Principais características de desempenho de resistência química da haste de polifenilsulfona
A estabilidade química da haste PPSU decorre de sua estrutura molecular única de polissulfona aromática - um anel rígido de benzeno ligado a um grupo sulfona estável (-SO₂-), permitindo resistir à corrosão da maioria dos ácidos, álcalis e solventes, ao mesmo tempo que possui excelente resistência à hidrólise e resistência à radiação. Principais características resumidas:
Resistência à corrosão: Resistente à maioria dos ácidos inorgânicos, ácidos orgânicos, álcalis, soluções salinas e solventes orgânicos comuns (álcoois, cetonas, ésteres, etc.);
Resistência à hidrólise: A cadeia molecular não se degrada ou seu desempenho diminui significativamente mesmo após imersão prolongada em água quente, vapor ou ambientes úmidos de alta temperatura;
Resistência à fissuração por tensão: Não é propenso à fissuração por corrosão sob tensão (SCC) sob a ação combinada de meios químicos e estresse mecânico;
Estabilidade de esterilização: A resistência química permanece estável após repetidas esterilizações a vapor (134°C), sem lixiviação ou degradação de desempenho.
Análise de características de desempenho químico
1. Resistência à hidrólise: uma vantagem fundamental para cenários de esterilização repetida
Os bastões PPSU têm uma taxa de absorção de água muito menor do que PSU e PES, e suas cadeias moleculares não contêm ligações éster ou amida facilmente hidrolisadas. Portanto:
Eles não apresentam degradação de desempenho mesmo após imersão prolongada em água quente de 80-100°C;
Eles podem suportar centenas de esterilizações a vapor de alta pressão a 134 ℃, com diminuição mínima na resistência à tração e ao impacto após a esterilização, muito superior à PSU e ao PC;
Eles são adequados para aplicações médicas e alimentícias que exigem esterilização frequente e não produzem contaminação do meio por lixiviados.
2. Resistência à corrosão sob tensão (ESC): Confiabilidade garantida sob condições adversas
As hastes PPSU mantêm a estabilidade estrutural sob os efeitos combinados de meios químicos e estresse mecânico:
Por exemplo, em uma solução de hidróxido de sódio a 50%, ele suporta uma tensão de tração de 10 MPa e permanece intacto à temperatura ambiente por longos períodos.
Comparação com materiais semelhantes: o PSU é propenso a fissuras por corrosão sob tensão nas mesmas condições, enquanto o PEI experimenta um declínio acentuado na resistência devido à corrosão alcalina.
Valor de Aplicação: Adequado para componentes estruturais em equipamentos químicos, válvulas, tubulações, etc., que requerem resistência à pressão e contato com meios químicos.
3. Resistência à Radiação: Adaptabilidade a Ambientes Especiais
As hastes PPSU podem suportar radiações de alta energia, como raios gama e raios X. Em doses de até 1.000 kGy (equivalente a 10 vezes a dose de radiação para esterilização médica), as propriedades mecânicas apresentam degradação mínima e nenhuma descoloração ou fragilização significativa. Adequado para: Peças de equipamentos da indústria nuclear; Consumíveis médicos que requerem esterilização por radiação; Componentes do ambiente de radiação no campo aeroespacial.
Ⅴ.FAQ
Q1: Quais são as principais vantagens das hastes PPSU no campo aeroespacial?
A1: As vantagens residem no design leve e na resistência a ambientes extremos: A densidade é de apenas 1/5 a 1/7 da dos metais (reduzindo o peso da fuselagem); Temperatura operacional de longo prazo de 180°C (adequada para controle de temperatura de cabine/porão de carga); Resistente à corrosão causada por combustível de aviação e óleo hidráulico; Bom isolamento elétrico (usado em conectores e invólucros de sensores).
Q2: As hastes PPSU são adequadas para a fabricação de componentes de alta temperatura em aparelhos eletrônicos? Quais são alguns exemplos?
A2: Muito adequado. PPSU tem uma temperatura de distorção térmica de até 207 ℃ (1,8 MPa) e isolamento elétrico estável (constante dielétrica 3,0-3,3 em altas frequências). As aplicações comuns incluem: suportes de lâmpadas, caixas de relés de alta temperatura, estruturas de bobinas e suportes de mesa giratória para fornos de micro-ondas.
Q3: Quais são os cenários de aplicação para hastes PPSU em componentes periféricos de motores automotivos?
A3: Usado principalmente para componentes leves que exigem alta temperatura e resistência à corrosão do óleo, como: Carcaças de sensores do sistema turboalimentador (resistentes a flutuações de temperatura de exaustão); Conectores da linha de refrigeração do motor (resistentes à corrosão do etilenoglicol); Vedações do sensor de temperatura do óleo da transmissão (resistentes ao óleo da engrenagem).
Q4: Quais são as características das carcaças de bombas/componentes de válvulas industriais feitas de hastes PPSU em comparação com materiais metálicos?
A4: As principais características são resistência à corrosão e operação livre de manutenção: Resistente a ácidos e álcalis (como soluções de ácido clorídrico e hidróxido de sódio), óleos e solventes orgânicos (exceto solventes altamente polares); Sem risco de ferrugem (sem necessidade de revestimento anticorrosivo); Leve (fácil instalação) e com menor ruído do que as carcaças metálicas da bomba (bom amortecimento de vibrações).
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