聚醚醯亞胺 (PEI) 概述

聚醚醯亞胺(PEI)是聚醯亞胺系列高性能材料的成員,其中還包括聚醯胺醯亞胺(PAI)。 PEI是一種無定形熱塑性塑膠,其聚合物結構包括醚(E)與聚醯亞胺(PI)分子結構的鍵。 這種改性允許PEI通過 注塑成型 和擠出進行熔融加工,這是Vespel® PI等傳統聚醯亞胺材料的局限性。

在其基本形式中,聚醚醯亞胺是透明的琥珀色。 其性能特點是強度重量比高,強度保持率高達390°F(200°C),長期抗熱氧化,良好的電氣性能以及固有的耐化學性和阻燃性。 愛德華王子島還因其長時間暴露於蒸汽和熱水后保持性能而得到認可,這對於需要積極清潔或滅菌的食品加工設備和 醫療應用 具有優勢。

自推出以來,PEI牌號的激增包括幾種具有不同玻璃纖維增強等級的牌號,這些牌號可提高高性能熱塑性塑膠的結構強度。

通用電氣公司的塑膠部門於1982年以UltemTM PEI商品名開發和商業化聚醚醯亞胺。 塑料業務及其廣泛的聚合物清單,包括GE獨有的Ultem PEI,後來被SABIC塑膠收購。

愛德華王子島樹脂牌號, 供應商

沙特基礎工業公司(SABIC)仍然是Ultem PEI樹脂的唯一生產商,並通過美國和西班牙的工廠為全球市場供貨。

從最初的透明材料形式開始,Ultem PEI產品線迅速擴展,以滿足多個行業中不斷增長的應用需求。 增加了各種標準和定製顏色,以服務於飛機,醫療和食品相關應用。 Ultem PEI的不同形式包括可模塑和可擠出的顆粒和塗層粉末,以適應該材料最常見的生產方法和應用。 一些造粒成型和擠出牌號還含有添加劑,以提高加工性能。

在性能改性牌號中,玻璃纖維增強配方特別廣泛地用於惡劣環境中的結構應用,其中PEI固有的耐高溫性,加壓蒸汽和許多腐蝕性化學品也具有優勢。

愛德華王子島毛坯形狀; 德雷克的Ultem 2300 PEI無縫管 ®

Ultem PEI的幾種未填充和改性牌號在型材行業中很容易獲得,如可加工的棒材和板材。 德雷克還可應要求提供這些產品。

使用最廣泛的超高性能纖維增強PEI牌號之一是30%玻璃纖維增強的Ultem 2300 PEI。 它也是德雷克塑膠的主要PEI材料,產品以無縫管® 和機加工和注塑成型零件的形式提供。 其他Ultem PEI形狀和等級可根據要求提供,通常具有適度的最小值。

Ultem 2300無縫鋼管是德雷克開發的獨特可加工配置,可實現更高水準的性能,這在由棒材和板材加工的零件中是可能的。 其無縫配置消除了與厚壁擠壓熱塑性塑膠管中常見的熔接線相關的問題。 它還為配置適合從管材而不是棒材加工的部件提供了令人信服的經濟性。

歐洲 2300 愛德華王子島性能特點

與未填充牌號相比,Ultem 2300 PEI 在極端溫度下的剛性和尺寸穩定性顯著提高,同時保持了聚合物固有的性能優勢。

Ultem 2300 PEI在負載下的熱性能使其在相對較小的超高性能材料系列中處於適當的位置。 它的玻璃化轉變溫度 (Tg) 為 419°F (215°C)。 30%的玻璃纖維增強材料將其熱變形溫度提高到410°F(210°C),比未增強的牌號高出約10%。 在惡劣溫度變化下的尺寸穩定性方面,其線性熱膨脹(CLTE)的流入係數為1.1 E-5 / °F(1.98 E–5 / °C),可與飛機級鋁相媲美。

結構強度和穩定性

未增強的Ultem PEI牌號在負載下的高溫下具有固有的剛性和穩定性。 30% 玻璃纖維增強材料的加入使 Ultem 2300 在結構性能方面有了重大提升。 其彎曲模量為 1,300,000 psi (8,960 MPa),是未增強的 Ultem PEI 的兩倍半以上,因此 2300 牌號的規格經常用於接近其玻璃化轉變溫度的高物理載荷的化學處理應用。

水解穩定性

與所有Ultem PEI牌號一樣,Ultem 2300 PEI在長時間暴露於蒸汽和水中時可抵抗物理性能退化。 其低吸濕性(飽和時按重量計為0.90%)及其由此產生的尺寸穩定性使其成為泵元件和電氣連接器的良好候選者,這些元件和電氣連接器需要耐溫性和耐化學性以及高強度,並在潮濕條件下保持精確的尺寸。

高介電強度

Ultem PEI聚合物的固有電氣性能也延續到玻璃增強的Ultem 2300中。 Ultem 2300 的油中測量 770 V/mil,空氣中的介電強度為 630 V/mil,因此,高性能熱塑性塑膠在電氣絕緣和隔離元件中的規格也很高。 典型應用包括電氣連接器、設備外殼和主體、線圈線軸和接線端子。 Ultem PEI的基礎樹脂在市場上任何市售熱塑性塑膠(無論是半結晶性還是無定形聚合物)中具有最高的介電強度。

耐環境應力開裂性

Ultem PEI由於其基於聚醯亞胺的聚合物結構,在耐化學性方面優於許多其他無定形熱塑性塑膠。 高性能熱塑性塑膠可承受大多數汽車和飛機油液、脂肪族碳氫化合物、醇類、酸和弱水溶液的暴露。 由於化學濃度、溫度和物理載荷的可變性,Ultem PEI和任何其他材料的所有應用都必須在實際條件下進行測試,以確定材料的適用性。

可燃性和發煙性

Ultem 2300 PEI與大多數等級的PEI一樣,具有固有的阻燃性,無需阻燃添加劑。 它的極限氧指數 (LOI) 為 50%,在特定的 UL 測試厚度下具有 UL94 V-0 和 94 V5A 等級。 30%的玻璃纖維增強PEI牌號還會產生低煙,使其成為飛機中某些結構和電氣部件的候選者。

性能和成本優勢:德雷克的Ultem 2300 PEI無縫管 ®

德雷克塑料開發了無縫管®工藝技術,以克服與厚壁擠壓管中焊縫完整性相關的性能問題。 這種獨特的毛坯形狀配置還在成品加工零件和元件的性能和成本方面具有其他一些優勢。

更高的強度

德雷克的Ultem 2300 PEI無縫鋼管與用棒材加工的管狀配置相比,具有更高的箍強度。 獨立的爆破測試表明,無縫管的抗破裂能力是其兩倍,這對於承受高內部或外部壓力和負載的零件來說是一個重要因素。

由於無縫鋼管在整個橫截面上具有均勻的流動,因此它消除了薄弱的“熔接”線,並承受了更大的內部或外部徑向應力載荷。

提高尺寸穩定性

德雷克的Ultem 2300 PEI無縫管具有外徑和內徑的線性熱膨脹係數(CLTE),與樹脂供應商的樹脂數據表流入值緊密平行。 這種一致性源於德雷克塑膠在生產無縫管方面的專業知識,其整個周長周圍具有均勻的纖維取向。

在加工中實現更好的公差控制

德雷克的加工客戶報告了更好的公差控制,特別是在圓度和同心度方面,無縫管與棒材和板材。

當圓柱形零件從棒材加工時,當材料取芯以形成圓形結構時,它們的外徑會收縮。 這是因為在熱塑性棒的熔融擠出過程中,棒芯的材料品質通常以緩慢的速度冷卻,產生與外部部分不同的內應力水準,其冷卻速度更快。 核心還「綁定」桿的外部區域。 加工時,型芯與桿周長的內應力差會導致加工零件變形並呈橢圓形。

德雷克的Ultem 2300 PEI無縫鋼管消除了芯材,並在加工時在整個橫截面上表現出一致的行為。

減少材料和加工時間的損失

使用Ultem 2300 PEI無縫鋼管,無需鑽孔,可以快速準確地加工ID尺寸和公差。 這通過取芯棒材顯著減少了與加工圓形配置相關的材料損失。 它還減少了鑽孔時間和工具磨損,這兩者對於Ultem 2300 PEI等磨蝕性纖維增強材料都很重要。

具有快速周轉的外徑/內徑組合

Ultem 2300 PEI無縫鋼管為石油和天然氣以及其他行業的許多維護和維修業務提供服務,在這些行業中,快速周轉對於維持運營至關重要。 德雷克生產了大量的Ultem 2300 PEI無縫管OD/ID組合,以實現快速周轉。 尺寸範圍還允許材料和加工效率,這些優勢與德雷克的精益製造理念完全一致。

典型的Ultem 2300 PEI無縫鋼管®應用

  • 石油和天然氣以及化學加工設備中的結構部件,環,密封件。
  • 熱絕緣體;電絕緣體和隔離器。
  • 結構飛機部件、電氣連接器、部件和照明外殼。
  • 電氣連接器塊、主體和線圈線軸。