Cómo mejorar la resistencia térmica de los plásticos mediante materiales como el talco
Cómo mejorar la resistencia térmica de los plásticos mediante materiales como el talco
Para mejorar la resistencia térmica de los plásticos, el principal método es inhibir el movimiento molecular. A continuación, se indican algunos métodos de modificación habituales:
1. Mejorar la resistencia al calor mediante la modificación de la estructura molecular.
Construir una estructura de red molecular tridimensional
Al transformar el modelo molecular de los materiales poliméricos en una estructura de red tridimensional, se puede suprimir significativamente el movimiento molecular y mejorar la resistencia al calor.
Introducir estructuras de anillo aromático y alicíclicas.
Agregar un anillo aromático o una estructura alicíclica que sea difícil de mover dentro de la estructura molecular puede mejorar la rigidez de la cadena molecular y, por lo tanto, mejorar la resistencia al calor.
Agregar grupos polares
La introducción de grupos polares (como grupos hidroxilo o amino) en la cadena molecular puede limitar el movimiento molecular a través de fuerzas intermoleculares como los enlaces de hidrógeno y mejorar la estabilidad térmica del material.
Introducción de modificadores resistentes al calor
La resistencia al calor de los materiales poliméricos se puede mejorar mediante el uso de modificadores de resistencia al calor como SAM-I o N-fenilmaleimida. Por ejemplo:
Modificador resistente al calor SAM-I: Como terpolímero de estireno, acrilonitrilo y N-fenilmaleimida, tiene alta rigidez y estabilidad térmica y se puede mezclar con ABS, PVC, etc.
N-fenilmaleimida: se puede utilizar como agente de reticulación por vulcanización en caucho natural y sintético. También puede mejorar la resistencia al calor, la resistencia al impacto y la procesabilidad de la resina.
2. Mejorar la resistencia al calor mediante la modificación del relleno.
La adición de rellenos a los plásticos puede mejorar significativamente la resistencia al calor. Los rellenos minerales inorgánicos son particularmente eficaces y, cuanto menor sea el tamaño de las partículas, mejor será el efecto de modificación.
Rellenos a escala nanométrica
Añadiendo un 5% de nano-montmorillonita a PA6: la temperatura de distorsión térmica aumenta de 70°C a 150°C.
Añadiendo un 10% de nano-wollastonita a PA6: la temperatura de distorsión térmica aumenta de 70°C a 160°C.
Relleno convencional
Añadiendo un 30% de talco al PBT: la temperatura de distorsión térmica aumenta de 55°C a 150°C.
Añadiendo un 30% de mica al PBT: la temperatura de distorsión térmica aumenta de 55°C a 162°C.
Los rellenos más utilizados incluyen carbonato de calcio, talco, wollastonita, mica, arcilla calcinada, etc.
3. Mejorar la resistencia al calor mediante la modificación del refuerzo.
La adición de fibra de refuerzo puede mejorar de forma más eficaz la resistencia térmica de los plásticos. Los materiales de refuerzo más utilizados son la fibra de amianto, la fibra de vidrio y la fibra de carbono.
Modificación del refuerzo con resina cristalina
PBT agrega un 30% de fibra de vidrio: la temperatura de deformación térmica aumenta de 66 °C a 210 °C.
PA6 agrega un 30% de fibra de vidrio: la temperatura de deformación térmica aumenta de 70 °C a 215 °C.
PEEK añade un 30% de fibra de vidrio: la temperatura de deformación térmica aumenta de 230 °C a 310 °C.
Modificación de refuerzo de resina no cristalina
El ABS agrega un 30% de fibra de vidrio: la temperatura de deformación térmica aumenta de 83 °C a 110 °C.
El PC agrega un 30% de fibra de vidrio: la temperatura de deformación térmica aumenta de 132 °C a 143 °C.
