Top 5 der hydrolysebeständigen Kunststoffe

Denken Sie beim Entwerfen von Produkten für den Außenbereich daran, dass selbst die stärksten Kunststoffe im Laufe der Zeit abbauen können. Viele Faktoren wie mechanische Belastungen, Teilegeometrie und Klima – heißes Wasser und Dampf, kühle Luft und Kondensation sowie schnelle Temperaturänderungen – können die Lebensdauer eines Teils beeinflussen, das im Freien verwendet und gelagert wird. Die meisten witterungsbeständigen Kunststoffe können die Fähigkeit eines Teils beeinträchtigen, physikalischen Belastungen und Witterungseinflüssen standzuhalten, um Risse, Sprödigkeit oder Dünnwerden und andere Formen von Korrosion zu vermeiden.

Die Materialauswahl ist von größter Bedeutung, wenn es um das Produktdesign für Outdoor-Kunststoffkomponenten geht, da spezifische Materialien einzigartige Formen der Degradation verhindern. Beispielsweise sollen Materialien für Kunststoff-Außenbauteile Schutz vor Hydrolysereaktionen bieten. Hydrolyse tritt auf, wenn Wasser eine oder mehrere chemische Bindungen eines Polymers auflöst, was wiederum den Kunststoff selbst auflöst.

Die Wahl des richtigen Materials, insbesondere eines hydrolyse- und witterungsbeständigen Kunststoffmaterials, kann irreversible Schäden abwehren und die Lebensdauer Ihres Outdoor-Teils um Jahre verlängern. Aus diesem Grund ist es für Designer und Ingenieure von entscheidender Bedeutung, die Vor- und Nachteile und andere Eigenschaften von wetterfesten Kunststoffen gründlich abzuwägen.

Top 5 der hydrolysebeständigen Kunststoffe

1. Polyphenylensulfid (PPS)

PPS bietet eine unglaubliche Beständigkeit gegen heißes Wasser und Dampf, was es zu einem hervorragenden Material macht, um den Auswirkungen von Feuchtigkeit im Freien entgegenzuwirken. PPS zeichnet sich außerdem durch chemische Beständigkeit, gute Dimensionsstabilität und hohe Durchschlagsfestigkeit aus – das bedeutet, dass PPS starken elektrischen Feldern widerstehen kann, ohne leitfähig zu werden. Aufgrund dieser Vorteile wird PPS häufig in elektrischen Komponenten und Halbleitermaschinen eingesetzt.

Andere Komponenten, die PPS verwenden, sind Dichtungen, Buchsen und Lager sowie Pumpen und Ventile. Passstücke in Teilen, die im Außenbereich eingesetzt werden, müssen einer Ausdehnung widerstehen und miteinander verträglich bleiben – Hydrolysebeständigkeit ist entscheidend. PPS ist eine kostengünstige Alternative zu PEEK, sodass Sie Ihr Teil zu einem Bruchteil der Kosten hydrolysebeständig machen können.

2. Polyetheretherketon (PEEK)

PEEK ist ein halbkristalliner, leichter, witterungsbeständiger Kunststoff, der Ermüdung, Verschleiß, Chemikalien und Hitze widersteht. PEEK hat eine hohe Zugfestigkeit und kann sich an raue Umgebungen anpassen, ohne einer Hydrolyse zu unterliegen. Aufgrund dieser Eigenschaft kann PEEK Metall in vielen Anwendungen wie medizinischen Geräten, aktiven Komponenten von Autogetrieben und Außenteilen von Flugzeugen ersetzen.

PEEK hat einen hohen Schmelzpunkt von über 371 °C (fast 700 °F) und kann kurzzeitig Temperaturen von bis zu 310 °C (590 °F) standhalten, ohne seine Form zu verändern. Ein weiterer Vorteil von PEEK ist die geringe Rauch- und Rauchentwicklung bei Flammeneinwirkung. PEEK ist jedoch ziemlich anfällig für UV-Licht-Zersetzung und bestimmte Säuren. Produktteams sollten dies im Hinterkopf behalten und überlegen, ob sie für eine bestimmte Anwendung sowohl Witterungsbeständigkeit als auch Schutz vor UV-Licht benötigen. Wenn ja, ist es sinnvoll, sich einige der anderen Materialien auf dieser Liste genauer anzusehen.

3. Polybenzimidazol (PBI)

PBI hat die höchsten Wärme-, Verschleiß-, Festigkeits- und mechanischen Eigenschaften aller technischen Thermoplaste – es brennt nicht, haftet nicht an anderen Kunststoffen und hat keinen bekannten Schmelzpunkt. PBI bietet dauerhafte Hydrolysebeständigkeit, selbst bei extremen Temperaturen und äußeren Bedingungen. Aus diesem Grund wird PBI ausschließlich für kritische Anwendungen wie Astronauten-Raumanzüge, Feuerwehrschutzkleidung und Rennfahreranzüge verwendet.

Es überrascht nicht, dass es unglaublich schwierig und teuer ist, PBI herzustellen. PBI benötigt auch Diamantwerkzeuge für das Engineering, was die Kosten weiter in die Höhe treibt. PBI ist auch durch seine Kerbempfindlichkeit eingeschränkt – bei der Entwicklung für PBI sollten Produktdesigner und Ingenieure scharfe Kanten oder Ecken vermeiden und alle Oberflächen so weit wie möglich glätten.

4. Polyetherimid (PEI)

PEI ist ein amorpher Thermoplast, der beim Abkühlen schrumpffest ist. Zusammen mit seinen hydrolysebeständigen Eigenschaften trägt dies dazu bei, dass PEI-Teile bei Änderungen der Umgebungstemperatur dieselbe Form behalten. Dies ist eine ausgezeichnete Qualität für Außenanwendungen und Lagerung. PEI hat auch einen hohen Schmelzpunkt und kann die mechanische Integrität bei hohen Temperaturen beibehalten, was weiter zur Langlebigkeit der Komponenten im Freien beiträgt.

Leider ist PEI ziemlich teuer und hat im Vergleich zu anderen Kunststoffen auf dieser Liste eine geringe Schlagfestigkeit. PEI neigt auch zum Reißen, wenn es polaren chlorierten Lösungsmitteln ausgesetzt wird. Da PEI jedoch in Gegenwart verschiedener Kraftstoffe und Kühlmittel gut beständig ist, wird es in der kommerziellen Luft- und Raumfahrtindustrie immer noch häufig zur Herstellung von Feuerblockern und Flugzeugsitzbezügen verwendet.

5. Polysulfon (PSU)

Das Netzteil ist so konstruiert, dass es der Hydrolyse durch heißes Wasser und Dampf widersteht, eine ausgezeichnete Wahl für die Aufrechterhaltung der Teileintegrität bei warmen Wetterbedingungen. Es ist steif und dennoch thermoformbar, was bedeutet, dass Sie das Netzteil während der Produktion in verschiedene Formen bringen können, während der wetterbeständige Kunststoff starr bleibt. Da PSU hydrolysebeständig ist, kann es bei Bedarf einer wiederholten Sterilisation standhalten. Dadurch eignet sich PSU für Lebensmittelzubereitungsanwendungen, autoklavierbare Instrumente, medizinische Schalen und Instrumentenkomponenten.

PSU ist so stark und halbtransparent, dass es oft als Alternative zu Acryl und Polycarbonat verwendet wird. PSU kann jedoch höhere Temperaturen tolerieren als diese beiden anderen Polymere. Diese Qualität trägt dazu bei, dass das Netzteil die Outdoor-Infrastruktur schützt, die möglicherweise hohen Temperaturen standhalten muss.

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Es ist wichtig zu gewährleisten, dass Ihr witterungsbeständiges Kunststoffmaterial, insbesondere für Teile mit Außenanwendungen, die Festigkeit und Langlebigkeit der Komponenten fördert. Die besten wetterbeständigen Kunststoffoptionen unterstützen die Hydrolysebeständigkeit, die verhindert, dass Komponenten aufgrund von Wasseraufnahme ihre Form über die Funktionalität hinaus verändern, zusammen mit anderen Eigenschaften wie Temperatur- und Rissbeständigkeit oder Schweißbarkeit und Zugfestigkeit.

Die Auswahl des richtigen wetterbeständigen Kunststoffmaterials kann entmutigend erscheinen, aber Fast Radius ist hier, um zu helfen. Wir sind ein erfahrener Fertigungspartner, der sich darauf spezialisiert hat, Ingenieure und Produktteams durch den gesamten Fertigungsprozess zu führen, damit Sie sich sicher fühlen können, wenn Sie den besten wetterbeständigen Kunststoff für Ihr bevorstehendes Projekt auswählen. Kontaktieren Sie uns noch heute, um Ihr Material für jede Außenanwendung vorzubereiten.

Um mehr über Thermoplaste, chemikalienbeständige Kunststoffe und mehr zu erfahren, besuchen Sie das Ressourcenzentrum von Fast Radius.

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