プラスチックの特性について

熱可塑性材料は、アモルファスと半結晶の2つの主要なカテゴリに分けることができます。アモルファスポリマーは、本質的に透明であり、主に補強されていないグレードである材料です。半結晶性ポリマーは不透明であり、通常、ガラス繊維、ミネラル、衝撃修飾子などの特定の添加物とブレンドされています。超高性能ポリマーは、フィールド内のより高い材料特性の一部を提供し、アモルファスまたは半結晶のいずれかです。多くの場合、優れた全体的なパフォーマンスによって定義されます。

典型的なプロパティ

高性能のプラスチックを選択する場合、プラスチックの性質、その特性、および対応するテスト方法を理解することが重要です。この知識によってのみ、特定の樹脂の長所と制限を評価して、アプリケーション要件を満たしているかどうかを判断できます。以下の議論は、プラスチックに不慣れな設計エンジニアが、材料選択プロセスにおけるこの知識の重要性を理解し、理解するのに役立ちます。それは網羅的であることを意図したものではなく、予備的な参照としてのみ意図されています。

熱特性

高温での材料の信頼できるパフォーマンスは、多くの場合、デザイナーにとって重要な考慮事項です。熱特性は、高温環境での材料の性能の2つの重要な側面の基準点を提供します。最初の側面は、熱がプラスチックに与える即時の軟化効果です。この効果は、たとえ短期間であっても、プラスチックが露出する周囲温度を制限します。 2番目の側面は、材料の長期的な熱安定性です。高温に長期にわたって曝露すると、材料特性が低下するため、アプリケーションで重要な材料特性に対する長期の熱環境の影響を理解することが不可欠です。

熱偏向温度（HDT）は、高温荷重で動作するプラスチックの能力の相対的な尺度です。この温度と1.8 MPaの負荷で、サンプルは特定の変形を生成します。一般に、最大作業温度は熱偏向温度より5〜10度下でなければならないことが認められています。

相対熱指数（RTI）は、高温で作業を続けるプラスチックの能力の相対的な尺度です。インデックスは、100,000時間の空気にさらされた後、材料が指定された特性の50％を保持する温度として定義されます。このマニュアルに記載されている相対熱指数の値は、引張強度の保持に基づいています。相対熱指数（RTI）は、最大の連続使用温度を考慮する際に保守的な基礎として使用できます。より少ない時間を必要とするアプリケーションの場合、リクエストに応じて5,000時間と10,000時間のRTI値を持つデータシートが利用できます。

ガラス遷移温度（TG）は、ポリマー特性の大幅な変化が発生する温度であり、ポリマーがガラス状からゴム状の状態に変換されます。アモルファスポリマーの場合、この温度は一般に熱偏向温度（HDT）よりも約10 µ°高く、通常、材料の短期使用のための高温制限として使用されます。半結晶ポリマーは、この温度に達すると剛性の一部を失いますが、材料の融点の下に役立つ特性を保持します。

融点（TM）は、半結晶ポリマー内の結晶領域が柔らかくなる温度です。融点は通常、半結晶ポリマーが固体のままである絶対上部温度を表します。

機械的性質

ほとんどのアプリケーションはある程度の機械的荷重下にあるため、負荷の影響下で材料で発生する変化を理解することが重要です。設計エンジニアは、断面の厚さを変化させることにより、負荷下のコンポーネントの負荷容量または変形を変えることがよくあります。引張強度は、標本の一方の端を固定し、標本が積むか破損するまで、もう一方の端で特定の速度で積み込むプロセスによって測定できます。

伸長は、標本が産生または破損する前にどれだけ伸ばすことができるかの尺度です。高い伸長は、材料が丈夫で延性があることを示しています。低い伸長は通常、硬くて脆い材料を示します。ガラス繊維強化材料は一般に、ガラス繊維の添加により伸長が少ないため、伸長値が低いことは必ずしも脆性を示すとは限りません。曲げ弾性率は、2つのポイントで支えられた試験片の中央をロードすることで測定できます。このモジュラスは、応力/ひずみ曲線の勾配として定義され、剛性または硬度の有用な指標です。

材料の比較を行うと、材料の引張強度が高いほど、同じ負荷容量要件が満たされている場合、必要なセクションの厚さが小さくなります。同様に、材料の曲げ弾性率が高いほど、同じ変形に必要なセクションの厚さが低くなります。一部のアプリケーションでは、射出成形プロセスの実用性を考えると、断面はすでに可能な限り最小の厚さである可能性があり、相対的な強度は考慮されない場合があります。耐衝撃性は、オブジェクトに打たれたり、硬い表面に落とされたときに、材料が破損に抵抗する能力として広く定義できます。 IZODの衝撃は、この材料のこの特性を評価するための最も一般的なテスト方法であり、ノッチングまたは未定のストリップのいずれかを使用して実行できます。

未吸収のIZODインパクトテストの結果は、材料の実際の耐衝撃性を適切に示しています。 NBの結果は、実験条件下で標本が壊れなかったことを示しています。 Notched Izod Impactテストは、表面が掻いたりノッチされたりしたときに材料が割れる傾向を検出するために使用されます。非ノートのIZOD値とノッチの低いIZOD値を持つ材料は、高ノッチ感度の丈夫な材料を示します。このタイプの素材の使用を検討する場合、すべてのコーナーで可能な限り最大の半径を可能にすることが重要です。

電気

ほとんどのプラスチックは、優れた電気絶縁体です。ここにリストされている電気特性 - 誘電強度、体積抵抗率、および表面抵抗率 - は、電気絶縁体として機能する材料の能力に関する基本情報を提供します。大量の炭素繊維または炭素粉末を含む材料グレードは、一般にこのタイプの用途には適していません。主要な機能が電気断熱であるプラスチック部品を設計する場合、材料が最終的に選択される前に、他の多くの電気特性を考慮する必要があります。

一般的なプロパティ

減量は、金属の代わりにプラスチックが使用される多くのアプリケーションの主要なドライバーです。樹脂の密度を水の密度で割った特定の重力を使用して、部品の重量を推定できます。最も低い特異的重力を持つ材料は、最も軽い部分を生成します。特定の重力は、部品の材料コストにも影響します。単位の重量ごとに、より高い比重を持つ材料よりも、比重が低い材料からより多くの部品を構築できます。

水吸収は、24時間の水に曝露する前後に部品を計量することにより測定できます。吸収は、材料の寸法と特性の変化を引き起こす可能性があり、異なる材料がさまざまな方法で影響を受けます。一般的に低い吸水が望ましいが、描かれた水の絶対量を考慮するのではなく、材料の特性に対する吸水の影響に特別な注意を払う必要があります。

化学互換性

化学環境への曝露は、材料の作業パフォーマンスに影響を与え、特定の用途ごとに、材料と属する用途の環境にある化学物質との互換性がテストされます。化学互換性のグレードは、どのタイプの化学物質がどのタイプの材料と互換性があり、どのタイプの材料が互換性がないかを確立することを期待して、このマニュアルにリストされています。これらのグレードは長時間の曝露に基づいて割り当てられ、低グレードとして定義された一部の材料は、曝露時間が短いアプリケーションに適している場合があります。上位に分類される化学/材料の組み合わせは、特定の試薬、温度、応力レベル、および材料の組み合わせにも適していない場合があります。

処理と製造

ここにリストされている特性は、各タイプの材料に必要な加工温度の範囲を示しています。溶融およびカビの温度データは、処理装置の選択に役立ちます。リストされている成形収縮値は、によって取得されました

標準的な試験方法であり、特定の部分に関連しない場合があります。ただし、この値は、1つの材料を成形するために使用される金型を使用して別の材料を形成し、同じサイズの一部を作成できるかどうかを判断するのに役立つ材料の比較において価値があります。

溶融流量は、私たちのアモルファスプラスチックを特徴付けるために使用され、これらの値は材料がどれほど簡単に流れるかを反映しています。他のメーカーが提供するアモルファスプラスチックの溶融流量を比較する場合、テストで使用される温度と荷重が当社が使用している温度と一致しているかどうかを判断することが重要です。各製品ライン内の各タイプの製品の典型的な処理をリストしました。当社の製品のほとんどは射出成形によって処理されますが、一部のグレードのシート、プロファイル、その他の形状は押し出しによって処理できます。押し出されたシートは熱成形できます。コーティングとフィルムの生産は、ソリューション処理方法によって行うことができます。