隨著高科技產業的工程師面臨雙重挑戰，高強度塑膠的使用越來越多，即透過消除金屬來減輕重量，同時延長製造塑膠的零件的使用壽命。
鑑於重量輕和可靠性的重要性， 航空航天 和航天器設備中的應用受到特別審查。在化學加工和石油和天然氣行業中，設備故障意味著代價高昂的生產中斷，與金屬相比，重量輕，加上對嚴重腐蝕性操作環境的抵抗力是高強度塑料可以提供的主要優勢。減輕配接組件的物理負載還可以減少摩擦磨損並延長使用壽命，甚至超出潤滑金屬的能力。
Torlon PAI 在可熔融加工聚合物中具有最高的強度重量比
在可以通過 注塑 成型和擠出進行熔融加工的堅固、輕質熱塑性聚合物中，未填充或“整齊”的 Torlon PAI 以最高的強度重量比位居榜首。所有牌號的一個主要優點是能夠在高溫下保持其強度，從而迅速降低其他聚合物的物理性能。Torlon PAI 的不同纖維增強、軸承和耐磨等級為未填充等級增加了更高水平的強度。
Torlon PAI 的重要機械性能
與 PEEK 和 Ultem PEI 相比，各種等級的 Torlon PAI 在定義強度和剛度的關鍵特性方面表現出色，PEEK 和 Ultem PEI 是另外兩種經常被考慮用於這些特性的聚合物 （表 1）。
未填充的 Torlon 4203 的彎曲模量為 5,030 MPa （730,000 psi），比未填充的 PEEK 高出 35% 以上。在用 30% 玻璃或碳纖維增強的牌號中，Torlon PAI 值比 PEEK 配方高出 13% 以上。與另一種 30% 玻璃纖維增強聚合物相比，Torlon 5030 PAI 的彎曲模量為 11,700 MPa （1,300,000 psi），超過了 Ultem 2300 PEI 在 9,000 MPa （1,300,000 psi） 的彎曲模量。
抗壓強度 是承受高點載荷的應用的關鍵特性。比較 30% 玻璃增強牌號， Torlon 5030 的抗壓強度比 GF30 PEEK 高 55% 以上，比 Ultem 19.5 高 2300%。
抗拉強度 是另一個重要的物理特性，Torlon PAI 在一系列牌號中表現出優於 PEEK、Ultem PEI 和 PPS 的性能。
Torlon PAI 在高溫下仍能保持強度
在極端高溫下，Torlon PAI 保持的強度和剛度水平超出了其他熱塑性塑料的能力。這一特性對於與噴氣發動機、火箭推進系統和半導體製造工藝相關的組件尤其重要，這些部件必須在高溫環境中保持結構完整性。
工程說明： 玻璃化轉變溫度 （Tg） 或材料的軟化點可用於比較高性能熱塑性塑料在極端高溫下的強度和剛度保持。Torlon PAI 的 Tg 為 280º 攝氏 （536° 相比之下，PEEK 的 Tg 為 150º C，最高耐溫PEEK等級的Tg為170º C. Ultem PEI 是另一種改性聚酰亞胺，其 Tg 為 218º C，仍遠低於 Torlon PAI （表 1）。
抗蠕變性、高 Tg 和低 CLTE 有助於 Torlon PAI 的尺寸穩定性
Torlon PAI 因其抗蠕變或隨著時間的推移在負載下變形的能力而受到認可，特別是在非常高的溫度下。該材料的這一特性可能與其抗壓強度和 Tg 有關，這是 Torlon PAI 也擅長的另外兩個特性。Torlon PAI 的抗蠕變性對於必須在高物理負荷和極端溫度下長期保持結構強度的應用特別有利。
工程說明： Torlon PAI 在所有等級的線性熱膨脹係數都很低，對於暴露於極端工作溫度變化的應用來說是一項資產。對於推進系統低溫設備中的密封和結構部件尤其重要，在這些設備中，在經歷極端溫度波動時必須保持精確的尺寸。
Torlon PAI 具有高強度、耐軸承和耐磨性
由 Syensqo（前身為索爾維）生產的未填充 Torlon PAI 在配合部件中具有固有的高強度和抗摩擦磨損性。一些牌號還含有延長磨損壽命和提高機械強度的添加劑。
為了支持Syensqo不再提供的某些牌號的客戶，Drake Plastics用100% Torlon PAI樹脂複合高強度軸承和耐磨配方，並將其作為可加工的坯料形狀和注塑件提供。它們基於 Syensqo 的原始等級，並與樹脂生產商共同開發。
Torlon 4301 PAI 是一種高模量聚醯胺醯亞胺，含有石墨和 PTFE，可提高耐磨性。Torlon PAI 的這種通用軸承和耐磨等級在強度和抗衝擊性之間具有出色的平衡。它的耐磨性是非增強型 Torlon 10 的 4203 倍，並且 CLTE 接近許多金屬。
Torlon 4275 PAI 採用石墨和 PTFE 配方，在大多數光伏條件下的磨損率低於 Torlon 4301 PAI。與 Torlon 4301 相比，其軸承和磨損性能在高光伏條件下尤其顯著，使其成為高速應用的常見選擇。
Drake 4435 PAI 之前由 Syensqo 提供，名稱為 Torlon 4435 PAI， 含有 PTFE 和石墨碳纖維，可提高其結構強度。它通常指定用於滑動磨損應用。高模量等級在大多數光伏條件下表現出低磨損，並且在高光伏條件下表現非常好。其熱膨脹率 （CLTE） 也是 PAI 磨損等級中最低的。
Drake 4630 PAI（前身為 Torlon 4630 PAI）在 非潤滑高光伏應用中的耐磨性優於所有其他 PAI 牌號。其專有的石墨和 PTFE 組合在速度超過 100 英尺/分鐘 （FPM） 時提供最低的磨損，即使在超過 150,000 psi-FPM 的 PV 下也能表現良好。
Drake 4645 PAI 以前稱為 Torlon 4645 PAI，在高耐磨性方面與 4630 等級相媲美，但對於外部潤滑散熱的高光伏應用來說是一個特別好的選擇。憑藉其專有的碳纖維和 PTFE 配方，Drake 4645 PAI 在 600,000 psi-FPM 的 PV 下表現良好。
Torlon PAI 的耐化學性和耐輻射性
高科技產業中的熱塑性應用通常涉及暴露在可能降低性能的惡劣環境中。Torlon PAI 已證明其能夠承受其中許多條件。
應用包括天基衛星的結構、軸承和磨損部件，這些部件在暴露於輻射時需要長期可靠性。Torlon PAI 牌號也指定用於半導體製造過程中暴露於等離子體和化學品的高強度部件。由 Torlon PAI 製成的密封件、閥座和類似軸承以及磨損和結構部件也為井下石油和天然氣設備提供長期可靠性。
與任何材料一樣，化學濃度、溫度和施加負載的應力等應用變數可能會有很大差異。雖然有指南，但必須對包括 Torlon PAI 在內的任何材料中的應用進行測試，以驗證實際使用條件下的性能。
Torlon PAI 的應用
全球領先的 PAI 樹脂生產商 Syensqo 的 Torlon PAI 牌號系列為必須在各種極端條件下長期發揮作用的各種應用提供獨特的性能特徵。這些配方的超高性能使其被用作金屬的替代品，特別是在惡劣環境中重量輕和使用壽命是重要因素的情況下。Drake Plastics 開發的超大擠壓棒直徑、板厚和無縫剛性管外徑/內徑組合也拓寬了各種 Torlon PAI 牌號在機械加工零件中的應用範圍。
高強度先進聚合物在注塑和機加工形式中的主要應用包括：
航空航天和航天器設備
設備組件的環境範圍從低溫條件到極高溫度，包括高應力和暴露於液壓油、噴氣燃料、火箭推進劑和其他腐蝕性化學品。Torlon PAI 具有許多在這些條件下表現良好的結構、軸承和磨損應用，包括軸承、襯套、密封件和緊固件。
半導體製造和測試設備
該行業的應用受益於 Torlon PAI 的尺寸穩定性、抗壓強度、耐工藝化學品和等離子體以及高溫下的強度保持。超高性能聚合物的各種纖維增強和未填充等級也消除了金屬污染的風險。典型應用包括測試插座、腔室探針、晶圓處理工具和夾具。
石油和天然氣設備
Torlon PAI 在炎熱、腐蝕性、高壓井下環境中表現良好，在這種環境中，組件的功能壽命更長意味著通過減少維修和更換的停機來提高生產率。在這種惡劣的使用環境中，Torlon PAI 的一系列應用包括結構部件、密封件和閥座以及許多其他軸承和磨損部件。
Torlon PAI 可以機械加工或注塑成型
它們有顆粒樹脂和各種坯料形狀和尺寸，這意味著 Torlon PAI 牌號可以轉換為無限範圍的組件配置。
Drake Plastics 開發出超大的擠壓棒直徑、板厚和無縫剛性管外徑/內徑組合，也拓寬了各種 Torlon PAI 牌號在機械加工零件中的應用範圍。
注塑成型通常對於大批量生產最實用。毛坯形狀的加工可以實現更複雜和更高精度的公差。它也非常適合無法證明投資注塑模具的產量。無需更換工具，也可以在較短的交貨時間內加工用於測試設計修改的原型零件。此外，注塑零件的後加工可能會添加注塑模具無法實現的過於複雜的特徵。
這兩種生產方法與 Torlon PAI 的特性相結合，可以生產出強度可與某些金屬相媲美的複雜精密零件。每種方法都有其特定的屬性：
效率： 透過注塑成型，設計特徵被整合到模具中。從模具中頂出的零件通常需要很少或不需要二次操作。零件的高速 CNC 加工分多個步驟自動進行。然而，對於適當的生產數量或零件複雜性的原因，與注塑模具所需的投資相比，機械加工可能是一種更可行的生產方法。
與機械加工相比，注塑成型還可以最大限度地減少每個零件的材料消耗。不過，透過使用相對於成品零件配置的有效毛坯形狀尺寸，可以最大限度地減少加工中的材料損失。
例如，Drake Plastics 通過注塑成型和機械加工生產 Torlon PAI 零件。該公司通過擠出各種尺寸的 Torlon PAI 棒材、板材和剛性管，最大限度地提高自己和客戶運營的材料加工效率。它還提供自定義尺寸。此功能有助於平衡注塑成型和機械加工之間的成本，並且可以推遲或消除對生產注塑模具進行投資的需要。
零件具有始終如一的精確公差和可重複的品質
注塑成型和機械加工可生產出具有一致尺寸和精確公差的所有等級 Torlon PAI 的組件。機械加工在可以實現的精度公差方面具有優勢。在某些情況下，機械加工也用於為模製零件添加精密特徵。
模具設計可以增加方便金屬更換的功能
有了有能力的模具製造商，可以為模製嵌件和其他功能設計工具，為 Torlon PAI 組件增加結構和功能。相同的特徵可以作為後製操作添加到加工零件中。在這兩種情況下，這些附加功能都有助於實現零件的重量更輕，並且比金屬更耐磨，耐環境性更高，而不會影響所需的結構強度。
Torlon PAI 為高強度應用提供多種效能優勢
Torlon PAI 牌號將高強度與尺寸穩定性、軸承和磨損性能以及耐環境性相結合，溫度超出了其他熱塑性塑料的能力。這種超高性能聚合物可作為注塑顆粒和可加工形狀提供，可以轉化為幾乎無限的零件配置。其屬性導致其對組件的規範必須在極端條件下可靠且長期運行。
Torlon PAI 在未填充和纖維增強牌號中具有更高的結構剛度，這是通過所有三種材料的彎曲模量來衡量的。
Tg 是材料軟化的溫度。這對於即使是短時間暴露在高溫下的結構部件尤其重要。Torlon PAI 的 Tg 高於任何可熔融加工的熱塑性塑料。
根據與 PAI 樹脂生產商 Syensqo 的協議，Drake 使用 100% Torlon 樹脂複合某些 PAI 等級。這使得客戶能夠在 Syensqo 停止生產後保持特種 PAI 樹脂等級的可用性。
由於其抗輻射性以及在低溫和極高溫下的性能，Torlon PAI 已成功用於深空望遠鏡系統以及衛星和火箭推進設備。
Torlon PAI 和 Drake PAI 品牌提供由 100% Torlon 樹脂製成的未填充、軸承和耐磨以及纖維增強等級的庫存形狀。Drake Plastics 是一家領先的先進聚合物擠出機，擁有多種棒材和板材尺寸以及多種外徑/內徑組合的無縫管®。